Modificările moleculare din ficatul călătorilor spațiali oferă indicii despre îmbătrânire
Ceea ce se întâmplă cu corpul uman în spațiu ar putea ajuta oamenii de știință să dezvolte noi terapii anti-îmbătrânire.
O echipă de cercetători de la UCF, coordonată de Michal Masternak, a identificat modificări moleculare în ficat care apar atunci când călătorii spațiali sunt expuși la radiații și microgravitație. Aceste modificări, care semnalează un proces de îmbătrânire accelerată, oferă noi perspective asupra riscurilor pentru sănătate cu care se confruntă astronauții în misiuni spațiale îndelungate și sugerează posibile ținte pentru terapii destinate bolilor legate de vârstnicie pe Pământ.
„Ne-am concentrat asupra ficatului deoarece acesta este unul dintre principalele organe metabolice din corpul nostru. Am descoperit că, la doar 24 de ore după expunerea la radiații, există numeroase modificări genetice în ficat care sunt remarcabil de asemănătoare cu cele care apar în timpul îmbătrânirii. Putem presupune că, dacă cineva ar fi în spațiu pentru o perioadă mai lungă, daunele ar putea fi mult mai mari”, a declarat Masternak.
Rezultatele studiului au fost publicate recent în GeroScience.
În cadrul cercetării, oamenii de știință de la UCF și colegii lor din Statele Unite au creat un mediu simulativ de spațiu profund în laborator. Aceștia au expus modele animale la microgravitație simulată timp de 14 zile și la radiații cosmice galactice și evenimente solare, în cadrul NASA Space Radiation Laboratory, încercând să imite doza la care astronauții ar fi expuși în timpul unei călătorii spre Marte.
Expunerea a declanșat modificări notabile și potențial dăunătoare în ficat, inclusiv creșterea senescenței celulare (îmbătrânire și scăderea funcției celulare), inflamație și fibroză. Dacă aceste condiții rămân netratate, ele pot conduce, în final, la scăderea și chiar la eșecul funcției organelor.
Echipa de cercetare a comparat apoi rezultatele cu datele colectate din probele de sânge ale astronauților, obținute în cadrul NASA Twins Study și al misiunii Inspiration4. Au observat modificări genetice similare în sângele acestora.
„Avem aceste date brute din studiile umane, iar ele arată că unele dintre aceste modificări sunt asemănătoare”, afirmă Masternak. „Asta ne spune că identificăm ținte moleculare utile care, într-o zi, ar putea ajuta la protejarea astronauților în timpul misiunilor spațiale de lungă durată.”
De asemenea, cercetătorii au mers mai departe pentru a verifica dacă modificările ar putea fi tratate. Aceștia au identificat un grup de molecule cunoscut sub numele de antagomiri, care modifică mai multe căi genetice legate de îmbătrânire și inflamație, interacționând cu microRNA-ul organismului. Acest sistem ar putea indica terapii promițătoare pentru călătorii spațiali în viitor.
Masternak subliniază că industria spațială în expansiune oferă o oportunitate unică de a studia îmbătrânirea într-un ritm accelerat. „Adesea, atunci când studiem diferite procese de îmbătrânire, acestea necesită timp. Chiar și în cazul oamenilor, este aproape imposibil, deoarece ar dura decenii. Dar, dacă observăm o accelerare a îmbătrânirii în spațiu, putem traduce acest lucru în studii umane. Putem observa procesele care se desfășoară mult mai repede, să le înțelegem mai bine și, în cele din urmă, să folosim acea cunoaștere pentru a îmbunătăți sănătatea oamenilor de pe Pământ.”
Aceste descoperiri ar putea conduce, în cele din urmă, la terapii care încetinesc bolile legate de vârstă, păstrează funcția organelor și îmbunătățesc calitatea vieții pentru toți, pe măsură ce îmbătrânesc.
„Înțelegerea noastră despre îmbătrânire este foarte complexă”, adaugă Masternak. „Îmbătrânirea nu este doar riduri sau schimbări cosmetice. Este eșecul gradual și în cascadă al mai multor organe și sisteme biologice care se întâmplă în același timp. Prin înțelegerea a ceea ce inițiază acel proces și unde se întâmplă, avem o șansă mai bună de a preveni multe boli înainte de a se dezvolta. Aceasta este una dintre cele mai mari întrebări nerezolvate.”
Studenții de la College of Medicine beneficiază, de asemenea, de cercetările în domeniul medicinei spațiale. Studentul la doctorat în științe biomedicale, Md Tanjim Alam, s-a alăturat laboratorului lui Masternak în timpul programului său de masterat în biotehnologie, după ce inițial plănuise să studieze cancerul în raport cu biologia îmbătrânirii. Apoi, a fost introdus în medicina spațială, inclusiv procesarea probelor de astronauți din rândul călătorilor spațiali comerciali pentru a studia cum influențează mediile extreme biologia umană. Această cercetare l-a inspirat.
„Vreau să continui să explorez necunoscutul”, afirmă Alam. „Vreau să înțeleg cum călătoria în spațiu influențează sănătatea umană, în special efectele asupra îmbătrânirii și cancerului.”
Studenta la biotehnologie, Sarah S. Siddiqi, afirmă că natura interdisciplinară a cercetării a atras-o în laboratorul de medicină spațială și îmbătrânire. „Când oamenii se gândesc la îmbătrânire, cred doar la populațiile vârstnice”, spune Siddiqi, care a obținut diploma de licență ca Burnett Honors Scholar în științe biomedicale. „Dar studiem îmbătrânirea în diferite etape ale vieții și în diferite medii, inclusiv spațiu. Voi fi întotdeauna concentrată pe îmbunătățirea calității vieții. Vreau să înțeleg mai bine bolile care devin din ce în ce mai prevalente și să găsesc modalități de a le recunoaște mai devreme, înainte de a progresa către etape ulterioare.”
