سفر فضایی می تواند بیان ژن در گلبول های سفید را تغییر دهد و سیستم ایمنی بدن ما را ضعیف کند

شواهد نشان می‌دهد که فضانوردان در فضا بیشتر مستعد ابتلا به عفونت‌ها هستند. به عنوان مثال، فضانوردان در ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) معمولاً از بثورات پوستی و همچنین بیماری های تنفسی و غیر تنفسی رنج می برند. فضانوردان همچنین شناخته شده اند که ذرات ویروس زنده بیشتری را دفع می کنند. به عنوان مثال، ویروس اپشتین بار، واریسلا-زوستر مسئول زونا، هرپس-سیمپلکس-1 مسئول زخم ها، و سیتومگالوویروس. این مشاهدات نشان می دهد که سیستم ایمنی بدن ما ممکن است در اثر سفر فضایی ضعیف شود. اما چه چیزی می تواند باعث چنین نقص ایمنی شود؟

دکتر اودت لانوویل، دانشیار دپارتمان می گوید: «در اینجا نشان می دهیم که بیان بسیاری از ژن های مربوط به عملکردهای ایمنی به سرعت در هنگام رسیدن فضانوردان به فضا کاهش می یابد، در حالی که عکس آن زمانی اتفاق می افتد که پس از شش ماه در ایستگاه فضایی بین المللی به زمین باز می گردند. زیست شناسی دانشگاه اتاوا، نویسنده برجسته یک مطالعه جدید در مرزها در ایمونولوژی.

محققان بیان ژن در لکوسیت‌ها (گلبول‌های سفید خون) را در گروهی متشکل از 14 فضانورد، از جمله سه زن و 11 مرد، که بین 4.5 تا 6.5 ماه بین سال‌های 2015 تا 2019 در ایستگاه فضایی بین‌المللی اقامت داشتند، مورد مطالعه قرار دادند. لکوسیت‌ها از 4 میلی‌لیتر جدا شدند. خونی که از هر فضانورد در 10 نقطه زمانی گرفته می شود: یک بار قبل از پرواز، چهار بار در هنگام پرواز و پنج بار بازگشت به زمین.

آنجا و دوباره

در مجموع، 15410 ژن به طور متفاوت در لکوسیت ها بیان می شوند. در میان این ژن‌ها، محققان دو خوشه را به ترتیب با 247 و 29 ژن شناسایی کردند که بیان آنها را پشت سر هم در طول جدول زمانی مورد مطالعه تغییر دادند.

ژن‌های خوشه اول هنگام رسیدن به فضا به پایین شماره‌گیری می‌شوند و هنگام بازگشت به زمین پشتیبان می‌شوند، در حالی که ژن‌های خوشه دوم از الگوی مخالف پیروی می‌کنند. هر دو خوشه عمدتاً شامل ژن‌هایی بودند که پروتئین‌ها را کد می‌کنند، اما با یک تفاوت: عملکرد غالب آن‌ها مربوط به ایمنی برای ژن‌ها در خوشه اول و ساختارها و عملکردهای سلولی برای خوشه دوم بود.

این نتایج نشان می دهد که وقتی شخصی به فضا سفر می کند، این تغییرات در بیان ژن باعث کاهش سریع قدرت سیستم ایمنی بدن او می شود.

“ایمنی ضعیف‌تر خطر ابتلا به بیماری‌های عفونی را افزایش می‌دهد و توانایی فضانوردان را برای انجام ماموریت‌های سخت خود در فضا محدود می‌کند. اگر یک عفونت یا یک بیماری مرتبط با ایمنی به وضعیت شدیدی تبدیل شود که نیاز به مراقبت پزشکی دارد، فضانوردان در فضا محدود می‌شدند. دکتر گای ترودل، پزشک توانبخشی و محقق در بیمارستان اتاوا و استاد گروه پزشکی سلولی و مولکولی دانشگاه اتاوا، گفت: دسترسی به مراقبت، دارو، یا تخلیه.

بازگشت به سطوح معمول بر روی زمین

اما یک پوشش نقره‌ای برای این ابر وجود دارد: داده‌ها نشان داد که بیشتر ژن‌ها در هر خوشه در عرض یک سال پس از بازگشت به زمین و معمولاً خیلی زودتر – به طور متوسط، پس از چند هفته به سطح بیان قبل از پرواز خود بازگشتند. این نتایج حاکی از آن است که فضانوردان بازگشتی حداقل یک ماه پس از فرود بر روی زمین در معرض خطر ابتلا به عفونت هستند.

در مقابل، نویسندگان هنوز نمی دانند چه مدت طول می کشد تا مقاومت ایمنی به طور کامل به قدرت قبل از پرواز خود بازگردد. طول این دوره احتمالاً به سن، جنس، تفاوت های ژنتیکی و قرار گرفتن در معرض عوامل بیماری زا در دوران کودکی بستگی دارد.

نویسندگان این فرضیه را مطرح کردند که تغییر در بیان ژن لکوسیت‌ها در اثر گرانش ریز توسط «تغییر مایع» ایجاد می‌شود، جایی که پلاسمای خون از پایین به قسمت بالایی بدن، از جمله سیستم لنفاوی، دوباره توزیع می‌شود. این باعث کاهش حجم پلاسما بین 10 تا 15 درصد در چند روز اول در فضا می شود. تغییر سیال با سازگاری های فیزیولوژیکی در مقیاس بزرگ، ظاهراً شامل تغییر بیان ژن، همراه است.

پیشگیری از نقص ایمنی در فضا

Laneuville گفت: “سوال بعدی این است که چگونه می توان یافته های ما را برای هدایت طراحی اقدامات متقابلی که در فضا به ویژه برای پروازهای طولانی مدت از سرکوب سیستم ایمنی جلوگیری می کند، اعمال کنیم.”

“سلامت فضانوردان در فضا، به ویژه در طول ماموریت های طولانی، از تشخیص اختلالات ایمنی و التهاب زیر بالینی سود می برد. تشخیص زودهنگام فرصت هایی را برای مداخله با هدف جلوگیری از پیشرفت به سمت علائم شدید فراهم می کند.”