Radiațiile cosmice pot declanșa cancer prin efect de vecinătate, arată un studiu
Călătoriile în spațiul profund vin cu un risc major pentru astronauți: expunerea la radiații, care poate provoca probleme de sănătate pe termen scurt sau lung dacă nu este gestionată corespunzător. O nouă cercetare realizată de specialiști de la Oklahoma State University și University of Texas Health Science Center analizează în detaliu modul în care radiațiile cosmice pot declanșa o cascadă biologică ce duce la cancer.
Razele cosmice galactice (GCR) sunt nuclei atomici de înaltă energie, lipsiți de electroni și accelerați de undele de șoc ale supernovelor. Deși atmosfera Pământului ne protejează la sol, astronauții din spațiu sunt expuși unor niveluri ridicate de GCR, inclusiv ionilor grei cu număr atomic mare și energie mare, cunoscuți sub denumirea de ioni HZE, cum ar fi nucleele de fier (Fe-56). Acești ioni sunt mult mai distructivi decât razele X, lăsând în urmă o urmă densă de ionizare care poate rupe lanțurile de ADN.
Efectul de vecinătate al radiațiilor
Deși ionii de fier sunt relativ rari, calculele arată că, într-o călătorie dus-întors de trei ani spre Marte, doar aproximativ 3% dintre celulele unui astronaut ar fi lovite direct de un astfel de ion. Totuși, medicii de zbor sunt îngrijorați de ceea ce se numește efectul de vecinătate indus de radiații.
Pentru a demonstra acest fenomen, cercetătorii au expus celule endoteliale aortice umane la fascicule de ioni Fe-56 la Laboratorul de Radiații Spațiale NASA de la Brookhaven National Laboratory. Rezultatele au arătat că celulele lovite direct nu se pot repara sau muri pur și simplu, ci declanșează o cascadă de semnalizare inflamatorie. Acestea activează un factor de transcripție numit NF-κB și produc o moleculă de semnalizare inflamatorie numită TNF-α. O parte din TNF-α se atașează înapoi la celula care l-a secretat, întreținând un ciclu inflamator timp de până la trei zile. Alte molecule TNF-α ajung la celulele vecine și le afectează grav.
Într-un experiment, celulele endoteliale iradiate au fost plasate într-o rețea poroasă deasupra unor celule epiteliale normale, fără contact fizic direct, ci doar printr-un mediu lichid prin care puteau circula semnalele chimice. Celulele vecine au suferit creșteri masive ale radicalilor liberi și ale rupturilor duble de ADN. De asemenea, TNF-α a ocolit mecanismul biologic normal de „oprire” care ar preveni răspândirea mutațiilor dăunătoare, prin activarea unor gene anti-moarte și a unui semnal de creștere.
Confirmarea pe modele animale și la astronauți
Pentru a întări concluziile, cercetătorii au implantat la șoareci celule epiteliale non-canceroase care fuseseră doar în preajma celulelor endoteliale iradiate. Aceste celule au format tumori semnificative, deși nu fuseseră lovite direct de radiații cosmice.
Într-o etapă suplimentară, echipa a analizat date de la experimentul Space Omics and Medical Atlas, care a colectat mostre de sânge și biopsii tisulare de la astronauții misiunii SpaceX Inspiration4 din 2021. S-au observat creșteri sistemice ale TNF-α și o activitate intensificată a genelor anti-moarte, ceea ce sugerează că efectele nu sunt doar o particularitate de laborator, ci se manifestă și la astronauți reali.
Posibile contramăsuri
Există și o veste bună: dacă se cunoaște calea de semnalizare chimică implicată, se pot introduce contramăsuri. Cercetătorii au reușit să întrerupă cascada inhibând receptorul TNF-α și blocând activarea NF-κB, permițând celulelor să evite transformările canceroase. Combinarea acestor intervenții chimice cu tehnici avansate de ecranare, cum ar fi pereți de apă și polimeri bogați în hidrogen, precum polistirenul, ar putea limita drastic apariția cancerului la viitorii călători în spațiul profund.
Totuși, sunt necesare mult mai multe cercetări pentru a valida aceste metode de protecție înainte de a trimite oameni în spațiul cosmic străbătut de raze cosmice galactice.
