In Der NASA-Studie Zeigen Zwillingsastronauten Den Stress Der Raumfahrt

2023 Autor: Peter Bradberry | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-21 22:30

Erste Ergebnisse von Untersuchungen von Scott und Mark Kelly von der NASA zeigen Veränderungen der Genexpression während der Raumfahrt.

Vorläufige Ergebnisse stammen aus der beispiellosen Zwillingsstudie der NASA - einer detaillierten Untersuchung der genetischen Unterschiede zwischen dem Astronauten Scott Kelly, der fast ein Jahr in Folge im Weltraum verbracht hat, und seinem identischen Zwillingszeichen Mark. Messungen vor, während und nach Scott Kellys Mission zeigen Veränderungen der Genexpression, der DNA-Methylierung und anderer biologischer Marker, die wahrscheinlich auf seine Zeit im Orbit zurückzuführen sind.

Von der Länge der Chromosomen der Zwillinge bis zu den Mikrobiomen in ihrem Darm berichtet „fast jeder, dass wir Unterschiede sehen“, sagt Christopher Mason, Genetiker am Weill Cornell Medical College in New York City. Er und andere Projektwissenschaftler berichteten über die ersten Ergebnisse am 26. Januar in Galveston, Texas, bei einem Treffen von Wissenschaftlern, die im Human Research Program der NASA arbeiten. "Die Daten sind so frisch, dass einige von ihnen immer noch von den Sequenziermaschinen kommen", sagt Mason.

Die Herausforderung besteht nun darin, zu entwirren, wie viele der beobachteten Veränderungen spezifisch für die physischen Anforderungen der Raumfahrt sind - und wie viele möglicherweise einfach auf natürliche Schwankungen zurückzuführen sind. Und weil die Kelly-Zwillinge nur zwei Personen sind, sind die Ergebnisse möglicherweise nicht auf andere verallgemeinerbar.

Weltraumkoffer

Dennoch gehört die Arbeit zu den detailliertesten molekularen Profilen, die jemals durchgeführt wurden, und umfasst einige der physikalisch anspruchsvollsten Umgebungen. "Die größte Bedeutung der Studie ist es zu zeigen, dass wir es schaffen können", sagt Teammitglied Andrew Feinberg, Genetiker an der Johns Hopkins University in Baltimore, Maryland. "Ich glaube nicht, dass die Leute realisiert haben, dass es so einfach sein würde, Genomik an Astronauten im Weltraum durchzuführen."

Scott Kelly verbrachte zwischen 2015 und 2016 340 Tage im Weltraum, was ihm insgesamt 520 Tage Lebenszeit einbrachte. Mark Kelly, ebenfalls Astronaut, war zuvor zwischen 2001 und 2011 insgesamt 54 Tage lang in vier Space-Shuttle-Missionen ins All geflogen.

Da sie das gleiche Genom und ähnliche Lebenserfahrungen haben, ließ die NASA den Männern Blut und andere biologische Proben entnehmen, um zu versuchen, biologische Veränderungen zu beobachten, die durch einen Raumflug von langer Dauer hervorgerufen wurden.

Die DNA-Methylierung - die reversible Zugabe eines chemischen Markers, der die Genexpression beeinflussen kann - nahm bei Scott während des Fluges ab und bei Mark im gleichen Zeitraum zu, sagt Feinberg. Die Levels für beide Männer kehrten nahe an die Levels vor dem Flug zurück, nachdem Scott auf die Erde zurückgekehrt war. Was dies bedeutet, ist noch nicht klar, sagt Feinberg.

Masons Team berichtete auch über Veränderungen der Genexpressionssignaturen zwischen den Zwillingen. Solche Veränderungen treten bei erdgebundenen Menschen ständig auf, verbunden mit Umweltveränderungen wie Änderungen der Ernährung und der Schlafgewohnheiten. Aber die Veränderungen bei Scott schienen größer als normal zu sein - möglicherweise aufgrund des Stresses, gefriergetrocknetes Essen zu essen und zu versuchen, im Weltraum zu schlafen.

Daten-Splashdown?

Personalisierte Medizin könnte in die Pläne der NASA einfließen, wie Astronauten während eines langen Raumfluges gesund bleiben können, beispielsweise bei zukünftigen Reisen zum Mars. Zum Beispiel möchte die Agentur möglicherweise Gentests verwenden, um Astronautenkandidaten auf Krebsanfälligkeit zu untersuchen, heißt es in einem Bericht der Nationalen Akademien der Wissenschaften, Ingenieurwissenschaften und Medizin der USA vom 6. Januar.

Die Veröffentlichung der Ergebnisse der Zwillingsstudie wird einige Zeit in Anspruch nehmen, und die vollständigen Daten werden möglicherweise nie veröffentlicht. Aufgrund der detaillierten Art und Menge der genetischen Informationen, die an den Studien beteiligt sind, werden die Kelly-Zwillinge alle Informationen vor ihrer Veröffentlichung überprüfen, um zu vermeiden, dass sensible Daten preisgegeben werden, die sie möglicherweise privat halten möchten.

"Wir arbeiten hier mit einer kleinen Anzahl hoch identifizierbarer Personen zusammen", sagte John Charles, Leiter des NASA-Programms für Humanforschung, zu dem Treffen.