השפעות מדומה של מיקרו-כבידה, שנוצרו על ידי 60 יום של מנוחה מתמדת במיטה, משבשת קשות את ביטוי הגנים הקצבי בבני אדם, על פי מחקר חדש מאוניברסיטת סארי.
אסטרונאוטים שנחשפו למיקרו-כבידה חווים שינויים בפיזיולוגיה, כולל דיכוי חיסוני, עלייה בדלקת והפחתת מסת השריר וצפיפות העצם. עם הגידול בטיסות החלל האנושיות, חשוב להבין את השינויים במנגנונים המולקולריים העומדים בבסיס השינויים הללו.
המחבר הראשי פרופסור סיימון ארצ'ר, פרופסור לביולוגיה מולקולרית של שינה באוניברסיטת סארי, אמר:
"מחקר ייחודי זה מייצג את מערך הנתונים האורך הגדול ביותר של ביטוי גנים מסדרות זמן בבני אדם. ביטוי גנים אנושי משתנה באופן קצבי במהלך היום של 24 שעות, וחשוב לאסוף נתוני סדרות זמן ולא מנקודות זמן בודדות בלבד כדי לקבל תמונה מלאה של מה שמתרחש בגוף בעת חשיפה למיקרו-כבידה מדומה. זה גם מעלה שאלות לגבי ההשפעה של מנוחה מתמדת במיטה על גופנו, שכן זיהינו השפעה דרמטית על הארגון הזמני של ביטוי הגנים האנושיים".
במחקר שתואמה סוכנות החלל האירופית במרפאת החלל MEDES בטולוז, 20 גברים השלימו פרוטוקול של 90 יום המורכב משבועיים של קו בסיס לפני 60 ימים של מנוחה קבועה במיטה בזווית הטיה של -6 מעלות עם ראש למטה. לדמות את ההשפעות של מיקרו-כבידה שחווים אסטרונאוטים. הפרוטוקול הסתיים בשבועיים של החלמה.
צוות המחקר ניתח ביטוי גנים על פני סדרת זמן של 24 שעות במהלך יומיים בקו הבסיס, שלושה ימים במנוחה במיטה ופעם אחת בהחלמה. התוצאות הראו כי 91 אחוז מביטוי הגנים הושפע מהפרוטוקול, עם הפרעה גדולה במספר, בתזמון ובמשרעת של גנים קצביים, המציגים שינויים ב-mRNA שלהם כל 24 שעות. ביטוי גנים מופרע קשור לתרגום חלבונים, תהליכים חיסוניים ודלקתיים וירידה בתפקוד השרירים. במהלך תקופת ההחלמה שוחזרה הפרעה לתפקוד השרירים; עם זאת, השפעות מתמשכות זוהו עם תרגום חלבון.
פעם חשבו שמסע בחלל אינו בר השגה; עם זאת, הצמיחה של תעשיית החלל פירושה שהיא כעת אפשרות אמיתית. הרבה לא ידוע על ההשפעה של מיקרו-כבידה על הגוף, וחשוב שנדע יותר על כך לפני שנתחיל 'לנופש' בחלל. בהתבסס על מה שמצאנו, החלק השני של המחקר שלנו, תוך שימוש באותה קבוצה של גברים, יחקור את ההשפעה שיש למיקרו-כבידה על השינה, המקצבים הצירקדיים וההורמונים של אנשים".
דרק-יאן דייק, סופר בכיר, פרופסור לשינה ופיזיולוגיה ומנהל המרכז לחקר השינה של סורי
פרופסור קית' ריידן, פרופסור להנדסת חלל ומנהל מרכז החלל סארי, אמר:
"טיסת חלל אנושית נמצאת שוב על הפרק, כאשר אסטרונאוטים יחזרו בקרוב לירח דרך פרויקט ארטמיס של נאס"א לצד הצמיחה של תיירות החלל. בנוסף, תוכניות חדשות קיימות עבור אסטרונאוט בריטי שיגיע ל-ISS בשנת 2025 דרך ה-UKSA Axiom זה נהדר לראות שעם הפרסום החדש הזה, אוניברסיטת סארי, הידועה במחקר החלל שלה, מניחה את היסודות כיצד לנהל טוב יותר את ההשפעה של סביבת החלל על נוסעים בחלל ולהבטיח את ביטחונם."
מחקר זה פורסם בכתב העת iScience וקיבל מימון מה-BBSRC.
