Őssejtekkel az űrkutatás biztonságáért

1614

A Föld magnetoszférájának köszönhetően védettek vagyunk a bolygónkat érő legkárosabb kozmikus sugarak ellen, azonban e védőpajzson kívül tartózkodó űrhajósok a tengerszinthez mérve százszor akkora sugárterhelésnek vannak kitéve. Éppen ezért az Európai Űrügynökség (ESA) egyik kutatásának középpontjában a sugárzás káros hatásai állnak.

A Naprendszerünk Föld típusú bolygóinak magnetoszférái (nem méretarányos) – felül a Vénusz, középen a Föld és alul a Mars látható. A Föld mágneses tere megvéd minket a Napból érkező töltött részecskék káros hatásaitól, egyfajta buborékot létrehozva maga körül. Ezt a buborékot nevezzük magnetoszférának. (© ESA)

Tavaly rendezték meg először a sugárzásokról szóló nyári iskolát, ahol hallgatók tanulhattak a tudományterületről, valamint közösen új ötleteket kerestek a sugárzás emberekre gyakorolt hatásának vizsgálatára. A fiatal kutatóknak a fizikai és biológiai képzés után különböző, az ESA partner részecskegyorsítóiban végezhető biológiai kísérleteket kellett kitalálniuk. A legjobb pályázatokat íróknak lehetőséget adtak a kísérletek végrehajtására is.

Őssejtek besugárzása

A 2019-es nyári iskola első díját Emiliano Bolesani, Németországban dolgozó kutató nyerte, aki a kozmikus sugárzás szívizom sejtekre gyakorolt patho-fiziológiai hatásait szeretné vizsgálni. Ehhez azt javasolta, hogy őssejtekből növesztett szívizom szövetet helyezzenek a GSI Helmholtz, németországi kutatóközpont nehézion gyorsítójába. A megközelítés újítása a szívizom őssejtekből való növesztése.

A GSI nehézion gyorsítója Németországban – a SIS-18 részecskegyorsító gyűrűje a kozmikus sugárzást szimuláló ionokat lő a céltárgyra, például biológiai mintákra. Az ionokat mágnesek segítségével a fénysebesség 90%-ra, 270 000 km/s-os sebességre gyorsítják. (© Gabi Otto/GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH)

Emiliano fő célja azon sejtek azonosítása, amelyek a sugárzás hatására a legnagyobb károsodást szenvedik el – szívizomsejtek, endothel sejtek (az erek belső rétegét alkotó sejtek), simaizom sejtek, illetve fibroblasztok (kötőszöveti sejtek) -, illetve annak az azonosítása, milyen hatást gyakorolnak a sejtek egymásra. A kísérleti eredmények segítségével létrehozható lesz egy analitikus modell, mellyel előrejelezhető a sugárzásnak kitett, különböző sejtek kölcsönhatása.

A Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR) nemzetközi gyorsítójának egyik high-tech berendezése. Ennek segítségével állítják elő a részecskéket, melyeket aztán a GSI és a FAIR gyorsítóiba beküldenek. (© J. Hosan/GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH)

Emiliano abban bízik, hogy a kísérlet segítségével rábukkanhatnak olyan sejtekre, amelyek esetlegesen más sejtek károsodását megakadályozhatják. A módszer roppant izgalmas, ráadásul nem csupán az űrhajósok védelmét szolgálja, hanem a sugárterápia szív és érrendszerre gyakorolt, nem kívánt hatásainak enyhítésében is segíthet. Az eljárással pedig a későbbiekben további szerveket is vizsgálhatnak.

Következő lépés – űrhajósok

Emiliano és csapata egy még részletesebb, következő kutatási terven is dolgozik, melynek során űrhajósoktól gyűjtenének sejtmintákat az űrutazás előtt és után. Az asztronauták sejtjeiből növesztett szöveteket, illetve szerveket a részecskegyorsító sugarába helyezve szimulálhatnák az űrbéli sugárzás hatásait.

A Föld mágneses tere megvéd minket a káros sugárzástól. Az ábrán látható, hogy magasságtól függően a tengerszinten mérhető sugárzás hányszorosa ér minket. Egyetlen űrben eltöltött nap egy teljes évnyi sugárzásnak felel meg. (© ESA)

Ezzel a kutatással pedig az űrben mérhető sugárzásra adott egyéni válaszokat lehetne vizsgálni. Emiliano magyarázata szerint ugyanis mindannyian máshogyan reagálunk a sugárzásra, ami nem csak az űrhajósok, hanem a Földön zajló sugárterápiák esetén is problémákat okoz. A kutatás e potenciális folytatásában azt vizsgálnák, vajon adaptálódnak-e a sejtek az űrutazáshoz, mondhatni, “emlékeznek-e” arra, hogy már jártak az űrben – tovább örökíthetők-e ezek az elváltozások? Másképpen: “benne marad-e” vajon az űrutazás lábnyoma a DNS-ünkben?

Forrás: ESA

Hozzászólás

hozzászólás