Gli astronauti della missione su Marte svilupperanno la leucemia dal loro viaggio verso il Pianeta Rosso? Può sembrare una domanda strana, ma gli studi finanziati dalla NASA stanno esaminando tutti i tipi di cose in preparazione per quello che potrebbe essere un altro balzo gigantesco per l’umanità: un viaggio con equipaggio su Marte. Il viaggio con un equipaggio di esseri umani può iniziare non appena negli anni ’30. Ci sono diverse fasi di questo importante progetto, e la pianificazione e la ricerca sono già iniziate.
È possibile visualizzare tutti i piani, comprese le tre diverse fasi di esplorazione, nel sito "Journey to Mars Overview" della NASA.
La missione umana su Marte ha molti pericoli, alcuni noti e alcuni forse sconosciuti. Una delle preoccupazioni per i futuri viaggiatori è l’impatto delle radiazioni dello spazio profondo sulla salute umana. In un nuovo studio finanziato dalla NASA, i ricercatori hanno scoperto che le radiazioni nello spazio profondo possono aumentare il rischio di leucemia negli astronauti, provocato da cambiamenti nelle cellule staminali vitali nel midollo osseo che danno origine a tutte le nuove cellule del sangue nel corpo.
Radiazioni da raggi X e scansioni TC exposure L’esposizione alle radiazioni comporta il rischio di causare danni. Vi sono radiazioni ionizzanti e radiazioni non ionizzanti.
Mentre le radiazioni non ionizzanti, come quelle dei raggi UV del sole, possono essere dannose, in genere è possibile proteggersi da questo tipo di radiazioni abbastanza facilmente. Le radiazioni ionizzanti sono più difficili da evitare. Le radiazioni ionizzanti possono muoversi attraverso le sostanze e modificare la carica degli atomi nel materiale circostante.
Le particelle associate alle radiazioni ionizzanti nello spazio provengono da particelle di cintura di radiazioni intrappolate (fasci di Van Allen), raggi cosmici e particelle di brillamento solare.
Nel caso delle radiazioni usate per trattare
il cancro, i benefici delle radiazioni ionizzanti terapeutiche (uccidendo le cellule tumorali) sono valutati rispetto ai rischi derivanti da tale esposizione, come le complicanze a breve ea lungo termine, compresa l’emergenza di una nuova neoplasia anni dopo. Allo stesso modo, l’esposizione alle radiazioni nei raggi X e nelle scansioni CT non viene presa alla leggera, poiché l’esposizione cumulativa e non necessaria alle radiazioni mediche e diagnostiche può anche aumentare il rischio di malignità di una persona. Radiazione dai Raggi Cosmici Galattici
Le radiazioni sono fondamentalmente energia viaggiante ei raggi cosmici galattici (GCR) sono una forma di radiazione che è di grande interesse in relazione ai viaggi spaziali. I GCR provengono per lo più da
al di fuori del nostro sistema solare, ma generalmente dalla galassia della Via Lattea. I GCR sono essenzialmente ioni di elementi ad alta energia che hanno portato via tutti gli elettroni mentre attraversavano la galassia quasi alla velocità della luce.
La radiazione dello spazio profondo è diversa da quella che sperimentiamo sulla superficie terrestre – o anche in bassa orbita terrestre – perché c’è molto più "traffico" di raggi cosmici galattici ad alta energia là fuori, oltre alle radiazioni da eventi solari e dalle cinture di radiazioni più vicine a casa. La Terra ha cinghie di radiazioni chiamate cinghie di Van Allen che si estendono da 1.000 a 60.000 chilometri sopra la superficie. Il campo magnetico della Terra devia le radiazioni e protegge l’atmosfera della Terra dalla distruzione, ma una missione su Marte richiede viaggi nello spazio profondo. Per di più, Marte ha perso il suo campo magnetico miliardi di anni fa, quindi per gli umani che alla fine metteranno piede sul Pianeta Rosso, non ci sarà una tale protezione ad attenderli. La NASA è ben consapevole di questi pericoli e sta lavorando a possibili soluzioni. Gli scienziati della NASA hanno addirittura sollevato la prospettiva di creare un campo magnetico artificiale attorno a Marte per proteggere le future missioni.
Cosa potrebbero fare i raggi cosmici galattici agli umani?
L’impatto delle radiazioni sugli esseri umani nello spazio viene esaminato in un numero di modi diversi, e non sono solo le leucemie e i tumori maligni di cui gli scienziati sono preoccupati. La NASA sta anche conducendo studi sugli astronauti che percorrono le astronavi, su come tali esposizioni possano influenzare la cognizione e il comportamento e su come i geni rispondono alle radiazioni, e in particolare su quali geni vengono attivati e quali geni vengono disattivati da tali esposizioni.
La vita su Marte potrebbe portare un aumento del rischio di leucemia, secondo i dati raccolti da un gruppo di ricerca del Wake Forest Baptist Medical Center. Il gruppo ha studiato i potenziali impatti delle radiazioni nello spazio profondo specificamente sulle cellule staminali ematopoietiche umane (HSC). Le HSC sono in realtà le stesse cellule staminali di cui potresti aver sentito parlare in alcuni casi come trattamento per il cancro.
Quando un paziente ha alte dosi di chemioterapia programmata per uccidere le cellule tumorali, la chemio può anche prendere il suo pedaggio sulle cellule staminali. Per questo motivo, possono essere eseguiti trapianti di midollo osseo o trapianti di cellule staminali ematopoietiche per aumentare la capacità del paziente di ricominciare da capo con cellule sanguigne nuove e sane. Queste sono le stesse cellule che formano il sangue nel tuo midollo osseo che producono tutte le tue nuove cellule del sangue man mano che quelle vecchie si consumano. Le cellule mature nel sangue comprendono le cellule rosse che trasportano l’ossigeno dai polmoni al resto del corpo, ma anche i globuli bianchi che aiutano a combattere infezioni e malignità.
Il team di Wake Forest ha preso questi HSCs formanti il sangue da donatori sani di età compresa tra i 30 ei 55 anni e li ha esposti a radiazioni simulate e GCR come i raggi che si presume bombardino gli astronauti durante una missione su Marte. Successivamente hanno analizzato le cellule del laboratorio e hanno scoperto che le radiazioni hanno colpito le cellule a livello delle cellule staminali, causando mutazioni nei geni che hanno influito sulla loro capacità di svilupparsi in globuli rossi maturi. L’esposizione alle radiazioni ha ridotto la capacità delle cellule staminali di produrre quasi tutti i tipi di cellule del sangue e la loro capacità di produrre nuove cellule è stata spesso ridotta del 60-80%, secondo Christopher Porada, un ricercatore senior del progetto.
Ciò che una simile riduzione delle cellule del sangue potrebbe significare per gli astronauti è qualcosa di cui già molti pazienti del cancro del sangue conoscono: il calo dei globuli rossi può causare anemia, con sintomi come stanchezza, debolezza, mancanza di respiro e scarsa tolleranza allo sforzo. La riduzione dei globuli bianchi può ridurre le difese immunitarie dell’organismo, aumentando la suscettibilità alle infezioni. E la riduzione delle piastrine può rendere una persona più incline a problemi di coagulazione e sanguinamento, con lividi o emorragie anormali.
Uso dei topi per scoprirne di più
Spesso nella ricerca medica le scoperte che sembrano essere vere in laboratorio non possono essere riprodotte o verificate quando è importante, in un essere umano che respira vere e proprie, o un topo per cominciare. Per cercare di ottenere informazioni su come l’esposizione alle radiazioni potrebbe apparire in un essere vivente, il team di Wake Forest ha trapiantato le HSC irradiate con GCR in topi.
I topi hanno continuato a sviluppare la leucemia linfoblastica acuta delle cellule T. Il team ha descritto questo come la prima dimostrazione che le radiazioni nello spazio profondo possono aumentare il rischio di leucemia negli esseri umani.
Leucemie linfoblastiche acute a cellule T (T-ALL) sono tumori del sangue aggressivi derivanti dai cambiamenti maligni nelle cellule che danno origine a cellule T, o globuli bianchi noti come linfociti T. T-ALL rappresenta dal 10 al 15 percento di ALL per l’infanzia e il 25 percento di TUTTI adulti. I pazienti con T-ALL hanno spesso midollo osseo che è diventato pieno di linfoblasti immaturi a cellule T, così come un numero elevato di globuli bianchi, tumori nell’area del torace e frequente coinvolgimento del sistema nervoso centrale al momento della diagnosi. Tassi di guarigione superiori al 75% nei bambini e circa il 50% negli adulti sono stati osservati con questa malattia.
Linea di fondo dallo studio del mouse
Le scoperte degli investigatori hanno permesso loro di concludere che due diversi effetti delle radiazioni potevano essere all’opera nella comparsa della leucemia. In primo luogo, hanno scoperto che il danno genetico alle HSC poteva portare direttamente allo sviluppo della leucemia. In secondo luogo, le radiazioni hanno anche compromesso la capacità delle cellule staminali emopoietiche di produrre nuove cellule T e B, che sono entrambi globuli bianchi che possono essere coinvolti nella lotta contro invasori stranieri come i batteri, ma anche cellule tumorali. Quindi, non solo hai i cambiamenti genetici nelle cellule staminali che possono portare alla leucemia, ma hai anche un sistema immunitario compromesso in relazione alla sua capacità di eliminare le cellule maligne che derivano da mutazioni indotte da radiazioni.
