Derin uzay araştırmaları için büyüyen kök hücreler
Dünya’nın manyetik küresi (manyetosfer) gezegenimizi dolayısıyla bizi bombalayan en zararlı kozmik ışınlardan korur, ancak bu doğal kalkanın ötesinde astronotlar, deniz seviyesinden 100 kat daha fazla radyasyona maruz kalırlar. Radyasyon riskleri ESA’nın (Avrupa Uzay Ajansı) araştırma çabalarının odağındadır.
İlk ‘radyasyon yaz okulu’ geçen yıl yapıldı. Okulun amacı, öğrencileri eğitmek ve uzay radyasyonun insanlar üzerindeki etkilerini araştırmak ve yeni fikirleri teşvik etmekti. Genç araştırmacılar böylece radyasyon fiziği ve biyolojisine giriş yaptılar. ESA’nın Avrupa’daki bazı parçacık hızlandırıcılarında yapılacak biyolojik deneylere teklifler hazırladılar.
Işınlanan kök hücreler
2019 radyasyon yaz okulunun ilk ödülü, kozmik radyasyona maruz kaldığında kalp hücrelerinin patofizyolojik ( bir hastalığın neden olduğu veya bir hastalığa neden olan normal mekanik, fiziksel ve biyokimyasal fonksiyonlardaki bozuklukların incelenmesi) tepkisini tanımlamak isteyen Almanya merkezli bir araştırmacı olan Emiliano Bolesani’ye gitti .
Bunu yapmak için Emiliano, kalp dokusunun büyüyen yapıları için kök hücreleri kullanmayı önerdi; bunlar daha sonra Almanya, GSI Helmholtz Ağır İyon Araştırmaları Merkezi’nin parçacık hızlandırıcısının alıcı ucuna yerleştirilecek. Bu yaklaşımın yeniliği, insan kalbinin hücresel bileşimini taklit etmek için büyüyecek olan kalp mikro dokularıdır.
Güneş rüzgârlarının Venüs (üstte), Dünya (ortada) ve Mars (altta) gezegenlerin manyetosferlerini nasıl şekillendirdiğini idealleştiren sanatçı izlenimi (ölçeksiz). Venüs ve Mars’tan farklı olarak Dünya’nın, güneş rüzgarlarının yüklü parçacıklarının tehlikeli etkisinden koruyan, çevresinde resimdeki mavi bölge gibi adına manyetosfer dediğimiz bir alanı vardır.
Emiliano hangi tip hücrelerin (kardiyomiyositler, endotel hücreleri, düz kas hücreleri veya fibroblastlar) radyasyon hasarına daha duyarlı olduğunu bulmak ve birbirlerini nasıl etkilediğini belirlemek istiyor. Veriler, hücrelerin radyasyon karşısında birbirleriyle nasıl etkileşime gireceğini tahmin etmek için analitik bir model oluşturmaya yardımcı olacaktır.
Emiliano’ya göre: “Bu sistemin gelecekte hücrelerin radyasyon hasarını önleyebilecek molekülleri taramak için de kullanılabileceğini umuyorum. Sunulan özel tesisleri kullanmak heyecan vericidir, ancak daha da fazlası bu araştırmanın radyoterapi sonrası kardiyovasküler sistem üzerindeki istenmeyen etkilerin sınırlandırılmasında doğrudan etkileri olabilir. Bu strateji gelecekte diğer organlara doğru genişletilebilir ve astronotların korunmasına yardımcı olabilir.”
Sonraki… astronot hücreleri
Emiliano bir uzay uçuşu öncesi ve sonrasında astronotlardan hücre toplamak ve daha ayrıntılı fikir önermek üzere bir ekiple çalıştı. Astronot hücrelerinden büyütülen dokular ve organlar, simüle edilen uzay radyasyonuna gösterilen reaksiyonları anlamak için bir parçacık hızlandırıcısı kirişinin altına yerleştirilebilir. Bu çalışma, uzay radyasyonuna verilen bireysel yanıtın altında yatan hücresel ve moleküler ipuçlarına ışık tutabilir.
“Her birimizin radyasyona karşı farklı bir duyarlılığı vardır” diye açıklıyor ve devam ediyor Emiliano. “Bu, radyasyon terapisi için bir problemdir çünkü, Dünya’daki tedavilerin ne kadar etkili olduğunu anlamak ve uzay radyasyonuna maruz kalan astronotlardaki etkilerini açığa çıkarmak güç olabilir. Bu potansiyel takip çalışmasının arkasındaki diğer soru, insan hücrelerinin uzay uçuşu sırasında adapte olup olmadıkları ve Dünya’ya döndükten sonra ‘hatırladıkları’ nın (epigenetik ve fizyolojik değişiklikler) ne kadar sürdüğü ile ilgilidir.”
