סקוט קלי בילה שנה בחלל. מה קרה לגופו?

כשהאסטרונאוט סקוט קלי נחת במישורי קזחסטן הקפואים ב-2 במרץ 2016, צוות מגיבים משך את קלי ושני קוסמונאוטים רוסים מהקפסולה החרוכה ונשא אותם לכיסאות, שיצאו באוויר הבוקר הצח. אחרי כמעט שנה בחלל, קלי נראתה חיוורת אבל נראתה בסדר, והתבדחה על מזג האוויר עם הצוות והתקשורת.

שלוש שנים מאוחר יותר - לאחר שבדק את הדם, העורקים, הגנים, העיניים, העצמות וחיידקי המעיים של קלי בעקבות המיזם ההיסטורי בחלל - צוות של למעלה מ-80 מדענים פרסם ניתוח גורף של איך הגוף של קלי השתנה ומה חזר לשגרה לאחר שהאסטרונאוט בן ה-55, שפרש כעת, חזר לכדור הארץ. זכה לכינוי "מחקר התאומים של נאס"א", המחקרפורסם ביום חמישיביומןמַדָעהשווה את השינויים הביולוגיים של סקוט קלי לזה של התאום הזהה שלו, מארק קלי, שבילה באותה שנה מקורקע על כדור הארץ.

המחקר מפורט בצורה יוצאת דופן ("הם מדדו כמה שיותר דברים שהם יכולים", אמר ריצ'רד גרונוסטאיסקי, גנטיקאי מאוניברסיטת המדינה של ניו יורק בבפאלו), אבל כשהכל מזוקק, המסר לגבי בילוי של שנה בחלל - חשוף למיקרו-כבידה ולרמות קרינה גבוהות במידה קלה - ברור יחסית.

"זה מרגיע לדעת שכשתחזור הדברים יהיו במידה רבה אותו הדבר", אמר מייקל סניידר, מחבר מחקר ומנהל מרכז סטנפורד לגנומיקה ורפואה מותאמת אישית, בשיחה עם עיתונאים.

בקיצור, גופו של סקוט קלי הראה כמה שינויים בחלל, אבל רוב הכל חזר לקדמותו עם שובו, במיוחד פעילות הגנים שלו.

"במאמר זה הם הראו שאין הבדל מובהק סטטיסטית בשינויים גנטיים שהם יכלו למצוא בין התאומים בתחנת החלל עם זה שעל הקרקע", אמר גרונוסטאיסקי, מנהל אוניברסיטת ניו יורק ב-Buffalo's Genetics, Genomics. ותכנית לתואר שני בביואינפורמטיקה.

"אלה חדשות טובות", הוסיף גרונוסטאיסקי, שלא היה לו תפקיד במחקר.

אולם המחקר הזה מגיע עם אזהרה גדולה וגדולה. מלבד המציאות שרק גופתו של סקוט קלי הוערכה כל כך מקיפה אחרי שנה בחלל (זה גודל מדגם ממש קטן), עדיין לא ידוע איך הגוף האנושי יסתדר במהלך משימות ארוכות יותר, במיוחד אלה למאדים. במהלך המחצית השנייה של שהותה של קלי בתחנת החלל הבינלאומית, חוקרים גילו שפעילות גנים חשובה כלשהי - אלה המעורבות בפגיעה ב-DNA ובתגובה חיסונית - הופכת להיות פעילה פי שישה. הגנטיקאי כריסטופר מייסון, מחבר מחקר, השווה את זה למתגים חשמליים במטבח שלך: במהלך ששת החודשים הראשונים, רק כמה דברים הופעלו. אבל מאוחר יותר, מכשירי חשמל בכל מקום שפעו.

חיזוק זה בפעילות הגנים לא הביא לבעיות ארוכות טווח עבור סקוט קלי. אבל אולי, במהלך משימת חלל עמוקה ארוכה יותר, זה עלול להוביל להשפעות רעות.

ראה גם:

"ייתכן שיהיו דברים אחרים שירדו מהצינור כשאנחנו שוקלים משלחות של שלוש שנים למאדים", אמר מייקל בונגו, פרופסור לרפואת לב וכלי דם במרכז למדעי הבריאות של אוניברסיטת טקסס. בונגו, שלא היה לו תפקיד במחקר התאומים, שימש בעבר כמדען ראשי של המכון למדעי הרפואה במרכז החלל ג'ונסון של נאס"א.

"זה שיעור נפלא בזהירות לזכור שלא תוכל לחזות שינויים לאחר שנתיים או שלוש שנים עם שינויים שאתה רואה בעוד שנה", הוסיף בונגו.

השינויים

ביולוגים ורופאים לקחו אלפי מדידות מגופה של קלי ברמות מולקולריות מדויקות שלא נמדדו קודם לכן בקנה מידה כזה. בעודה על סיפון תחנת החלל, קלי אפילו שלחה דגימות דם חזרה לכדור הארץ, באמצעות קפסולות חזרה. אלו הם כמה - אבל לא כולם - מהטעמים החשובים:

• 91.3 אחוזים מפעילות הגנים של סקוט חזרו לשגרה שישה חודשים לאחר הנחיתה חזרה על כדור הארץ. חשוב לציין, הגנים שלומעולם לא עבר מוטציה. במקום זאת, הם שינו את פעילותם בתגובה לסביבה, משהו המכונה "ביטוי גנים".

• החיסון נגד שפעת עבד אותו דבר בחלל.

• מעניין לציין שהטלומרים של קלי - כיסויי הקצה בכרומוזומים - גדלו מעט יותר בחלל, אך התקצרו שוב עם שובו. (טלומרים מקוצרים הם סמן ביולוגי להזדקנות.)

• הרכב החיידקים במעי של קלי השתנה באופן משמעותי, מכיוון שאוכלוסיית מיקרוביום נפוצה הפכה דומיננטית יותר באופן דרמטי ממה שהייתה לפני טיסת החלל בת השנה. זה לא בהכרח טוב או רע. (צריך לעשות מחקר נוסף.)

מחקר זה - שתואר על ידי מחבר המחקר והמומחה לגנומיקה אנדרו פיינברג כ"שחר הגנטיקה האנושית בחלל" - הוא בעל ערך ללא עוררין. אבל זה מגיע עם שלל מגבלות ידועות. בקיצור, נאס"א צריכה לחקור יותר אסטרונאוטים מכיוון שהם מבלים פרקי זמן שונים בציפה בחלל.

"השורה התחתונה: יש עדיין המון שאנחנו לא יודעים", אמר סניידר של סטנפורד.

הבדיקה האינטנסיבית של גופתה של קלי גילתה הרבה, אבל יש רק ראיות משכנעות לאדם אחד: קלי. "זה ניסוי יחיד, אבל ניסוי יחיד נפלא," אמר בונגו.

"כשאתה עושה מחקר, אתה עושה את זה כמו שאתה יכול", אמר גרונוסטאיסקי, והודה שזה מאתגר לחקור כל אסטרונאוט בחלל, המרחף כ-250 מייל מעל כדור הארץ. "הייתי שמח הרבה יותר אם - במקום להסתכל על תאומים - שהם עשו את אותם מחקרים על 10 אסטרונאוטים ששהו בחלל 3 חודשים, 6 חודשים ועוד", הוסיף גרונוסטאיסקי.

לנאס"א כבר יש תוכניות לשלוח עוד אסטרונאוטים לחלל במשימות ארוכות יותר. "אנחנו בתוכנית המחקר האנושי של נאס"א מתכננים להמשיך את קו החקירה הזה במשך שנים רבות, כולל על סיפון תחנת החלל במהלך פרויקט המשימה החד-שנתית המשולבת, שנמצא כעת בפיתוח", אמר ביל פאלוסקי, מנהל תוכנית המחקר האנושי של נאס"א. בהצהרה.

בהמשך, נושא קריטי שנאס"א חייבת להציק הוא מהם השינויים בגופם של האסטרונאוטים כתוצאה משינויים בפעילות ובביטוי הגנים, לעומת החדשנות של חיים בסביבה כל כך זרה. בילוי של שנה בתחנת החלל יזעזע את המערכת של כל אחד.

"זה אומר לחיות בפחית במשך שנה," אמר בונגו. "זה אומר לנשום אוויר במחזור מחדש. זה אומר לראות את אותם אנשים שוב ושוב. זה אומר פחות או יותר לאכול את אותה דיאטה - אתה לא יכול לצאת לאוכל סיני".

יתרה מכך, מדענים עשויים לראות שינויים ביולוגיים ברורים בחלל - כמו התארכות הטלומרים של סקוט קלי - אבל לא ברור מה זה אומר, אם בכלל. "המשמעות הביולוגית של זה לא ידועה", אמר גרונוסטאיסקי.

עם זאת, עשרות שנים של מחקר הראו שחלק מהאסטרונאוטים חווים בעיות פיזיות ברורות לאחר שחיים בחלל. יש לציין, מיעוט קטן של אסטרונאוטים חווהשינויים בצורת גלגלי העיניים שלהם, מה שמוביל לראייה לקויה בעקבות הטיסה שלהם לחלל. אסטרונאוטים חוו גם עלייה בנוקשות של כלי הדם, אך לא ידוע אם זה משהו שעלול לגרום למחלת לב.

"כמה אסטרונאוטים אתה צריך ללמוד כדי להגיע למסקנה שטיסות בחלל באמת משפיעות כאן?" שאל בונגו, מומחה לב וכלי דם. "אנחנו לא מתקרבים לזה עכשיו."

הפזמון הנפוץ, אם לא הנדוש, - שחוזר על עצמו לעתים קרובות במדע - בולט תמיד בכל הנוגע לבריאות האדם בחלל, תחום חסר משקל ומקרין: יש צורך במחקר נוסף.

"רוב הביולוגים יאמרו שמחקר תאומים עם שני אנשים בלבד לא יצליח למצוא משהו משמעותי מדי", אמר גרונוסטאיסקי.