การศึกษาการฉายรังสีวิเคราะห์ความเสี่ยงโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวจากการเดินทางสู่ดาวอังคาร

รังสีคอสมิกของจักรวาล - เพียงบางส่วนของความท้าทายของภารกิจของดาวอังคาร

นักบินอวกาศดาวอังคารจะพัฒนา โรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว จากการเดินทางสู่ดาวเคราะห์แดงหรือไม่? อาจเป็นคำถามแปลก ๆ แต่การศึกษาจากองค์การนาซากำลังพิจารณาถึงทุกสิ่งเพื่อเตรียมพร้อมสำหรับสิ่งที่อาจเป็นอีกก้าวยักษ์สำหรับมนุษย์ - การเดินทางไปยังดาวอังคาร การเดินทางกับลูกเรือของมนุษย์อาจเริ่มขึ้นในช่วงปี 2030 มีขั้นตอนต่าง ๆ ในโครงการสำคัญ ๆ นี้และการวางแผนและการวิจัยได้เริ่มขึ้นแล้ว

คุณสามารถดูแผนการทั้งหมดรวมถึงขั้นตอนการสำรวจต่างๆสามแบบที่ "ภาพรวมการเดินทางสู่ดาวอังคาร" ของ NASA

ภารกิจที่บรรจุอยู่บนดาวอังคารมาพร้อมกับอันตรายหลายอย่างที่รู้จักและบางคนอาจไม่ทราบ หนึ่งในความกังวลสำหรับนักท่องเที่ยวในอนาคตคือผลกระทบของรังสีอวกาศลึกเกี่ยวกับสุขภาพของมนุษย์ นักวิจัยได้ค้นพบว่าการแผ่รังสีอวกาศลึกอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการเป็นมะเร็งเม็ดเลือดขาวในมนุษย์อวกาศได้โดยการเปลี่ยนเซลล์ต้นกำเนิดที่สำคัญในไขกระดูกซึ่งเป็นสาเหตุให้เกิดเซลล์เม็ดเลือดใหม่ ๆ ในร่างกาย

การฉายรังสีจาก X-rays และ CT Scans

การสัมผัสกับรังสีถือเป็นการกระทำที่อาจเป็นอันตราย มีการแผ่รังสีไอออไนซ์และรังสีที่ไม่ใช่ไอออนไนซ์

ในขณะที่รังสีที่ไม่ใช่ไอออนไนซ์เช่นรังสียูวีจากดวงอาทิตย์อาจเป็นอันตรายได้คุณสามารถป้องกันตัวเองจากรังสีชนิดนี้ได้ง่าย รังสีที่เป็นไอออนไนซ์นั้นยากที่จะหลีกเลี่ยง รังสีไอออนิกสามารถเคลื่อนที่ผ่านสารและเปลี่ยนประจุของอะตอมในวัสดุโดยรอบ

อนุภาคที่เกี่ยวข้องกับการแผ่รังสีไอออไนซ์ในอวกาศมาจากอนุภาคของรังสีที่ติดอยู่ในรถ (Van Allen Belts), รังสีคอสมิกและอนุภาคเปลวไฟจากแสงอาทิตย์

ในกรณีของรังสีที่ใช้ในการ รักษา มะเร็งผลประโยชน์ของรังสีรักษาโรค (ฆ่าเซลมะเร็ง) จะถูกชั่งน้ำหนักเทียบกับความเสี่ยงจากการได้รับสารเช่นภาวะแทรกซ้อนในระยะสั้นและระยะยาวรวมถึงการเกิดมะเร็งในปีหลัง ๆ

ในทำนองเดียวกันการสัมผัสกับ รังสีในรังสีเอกซ์และการสแกน CT จะไม่ถูกนำมาใช้อย่างกะทันหันเนื่องจากการสะสมรังสีและการฉายรังสีที่เป็นอันตรายและไม่จำเป็นอาจเพิ่ม ความเสี่ยงต่อการเป็นมะเร็งได้ ตลอดชีวิต

รังสีจากรังสีคอสมิกกาแลคซี

รังสีคอสมิกเป็นส่วนหนึ่งของการแผ่รังสีที่เป็นที่สนใจอย่างมากเนื่องจากเกี่ยวข้องกับการเดินทางในอวกาศ ส่วนใหญ่มาจาก นอก ระบบสุริยะของเรา แต่ส่วนใหญ่มาจากกาแลคซีทางช้างเผือกของเรา GCR เป็นธาตุที่มีพลังงานสูงไอออนพลังงานสูงซึ่งมีอิเล็กตรอนทั้งหมดถูกนำออกไปขณะที่พวกเขาเดินผ่านกาแลคซีที่เกือบจะมีความเร็วแสง

การแผ่รังสีในอวกาศลึก ๆ แตกต่างจากสิ่งที่เราพบบนผิวโลกหรือแม้กระทั่งในวงโคจรของโลกต่ำเนื่องจากมีรังสีคอสมิกกาแลคซีพลังงานสูงมากขึ้นและมีรังสีจากแสงอาทิตย์และจาก เข็มขัดรังสีที่อยู่ใกล้บ้าน โลกมีสายพานรังสีที่เรียกว่าเข็มขัดนิรภัยแวนอัลเลนที่ยื่นออกมาประมาณ 1,000 ถึง 60,000 กิโลเมตรเหนือพื้นผิว

สนามแม่เหล็กของโลกหักล้างรังสีและปกป้องบรรยากาศของโลกจากการถูกทำลาย แต่ภารกิจของดาวอังคารต้องใช้การเดินทางในอวกาศที่ลึก

ยิ่งไปกว่านั้นดาวอังคารหายไปจากสนามแม่เหล็กนับพันล้านปีมาแล้วดังนั้นสำหรับมนุษย์ที่ตั้งเท้าบนดาวเคราะห์แดงจะไม่มีการป้องกันดังกล่าวรอพวกเขา นาซาตระหนักดีถึงอันตรายเหล่านี้และกำลังดำเนินการแก้ไขปัญหาที่เป็นไปได้ นักวิทยาศาสตร์ของนาซ่าได้สร้างโอกาสในการสร้างสนามแม่เหล็กเทียมขึ้นรอบดาวอังคารเพื่อปกป้องภารกิจในอนาคต

รังสีคอสมิกของรังสีคอสมิกอาจทำให้มนุษย์ได้อย่างไร?

ผลกระทบจากรังสีที่มีต่อมนุษย์ในอวกาศกำลังถูกตรวจสอบในรูปแบบต่างๆและไม่ใช่แค่โรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวและมะเร็งที่นักวิทยาศาสตร์กังวลเท่านั้น นาซายังทำการศึกษาที่กำลังมองหานักบินอวกาศ spacewalking ว่าการสัมผัสดังกล่าวอาจมีผลต่อความรู้ความเข้าใจและพฤติกรรมและวิธียีนตอบสนองต่อรังสี - และโดยเฉพาะอย่างยิ่งยีนที่มีการเปิดและยีนที่ถูกปิดโดยความเสี่ยงดังกล่าว

ข้อมูลจากทีมวิจัยจาก Wake Forest Baptist Medical Center กล่าวว่าการมีชีวิตอยู่บนดาวอังคารอาจทำให้ความเสี่ยงต่อโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวเพิ่มมากขึ้น กลุ่มได้ตรวจสอบผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากรังสีอวกาศลึกโดยเฉพาะในเซลล์ต้นกำเนิดเม็ดเลือดของมนุษย์ (HSCs) HSCs เป็นเซลล์ต้นกำเนิดเดียวกันที่คุณอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับการใช้เป็นยารักษามะเร็งในบางกรณี

เมื่อผู้ป่วยมีปริมาณสูงเคมีบำบัดวางแผนที่จะฆ่าเซลล์มะเร็ง chemo ยังสามารถใช้โทรของเซลล์ต้นกำเนิด ด้วยเหตุนี้ การปลูกถ่ายไขกระดูก หรือการ ปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิด เม็ดเลือดสามารถทำได้เพื่อเพิ่มความสามารถของผู้ป่วยในการเริ่มต้นใหม่ด้วยเซลล์ใหม่ที่สร้างเม็ดเลือดใหม่ เซลล์เหล่านี้เป็นเซลล์ที่สร้างเลือดมากขึ้นในไขกระดูกของคุณซึ่งผลิตเซลล์เม็ดเลือดใหม่ทั้งหมดของคุณเมื่อเซลล์เก่าหมดลง เซลล์ที่โตเต็มที่ในเลือดประกอบด้วยเซลล์เม็ดเลือดแดงที่ส่งออกซิเจนจากปอดไปยังส่วนที่เหลือของร่างกาย แต่ยังเป็นเซลล์ผิวขาวที่ช่วยต่อสู้กับการติดเชื้อและมะเร็ง

ทีมงานที่ Wake Forest ได้นำ HSCs ที่สร้างขึ้นจากเลือดเหล่านี้มาจากผู้บริจาคที่มีสุขภาพดีอายุระหว่าง 30 ถึง 55 ปีและได้สัมผัสกับรังสีจำลองและ GCRs เช่นรังสีที่คาดว่าจะกระหน่ำนักบินอวกาศในระหว่างภารกิจของดาวอังคาร พวกเขาได้วิเคราะห์เซลล์ในห้องแลบหลังจากนั้นและพบว่ารังสีมีผลต่อเซลล์ในระดับเซลล์ต้นกำเนิดทำให้เกิดการกลายพันธุ์ในยีนที่ส่งผลต่อความสามารถในการพัฒนาไปสู่เซลล์ที่เป็นผู้ใหญ่ การแผ่รังสีลดความสามารถในการสร้างเซลล์ต้นกำเนิดเซลล์เม็ดเลือดเกือบทุกประเภทและความสามารถในการสร้างเซลล์ใหม่ลดลงมากถึงร้อยละ 60-80 ตามที่คริสโตเฟอร์โรด้านักวิจัยอาวุโสของโครงการกล่าว

การลดเซลล์เม็ดเลือดดังกล่าวอาจหมายถึงอะไรสำหรับนักบินอวกาศเป็นสิ่งที่ผู้ป่วยโรคมะเร็งเลือดหลายคนทราบอยู่แล้วว่า การลดลงของเม็ดเลือดแดงอาจทำให้เกิดภาวะโลหิตจาง โดยมีอาการต่างๆเช่นความอ่อนเพลียหายใจถี่และความอดทนต่อการออกกำลังกายที่ไม่ดี การลดลงของเม็ดเลือดขาวสามารถลดการป้องกันภูมิคุ้มกันของร่างกายเพิ่มความอ่อนแอต่อการติดเชื้อ และการลดลงของเกล็ดเลือดทำให้คนมีแนวโน้มที่จะมีปัญหาในการแข็งตัวและมีเลือดออกมากขึ้นโดยมีอาการช้ำหรือมีเลือดออกผิดปกติ

การใช้เมาส์เพื่อหาข้อมูลเพิ่มเติม

บ่อยครั้งในการวิจัยทางการแพทย์การค้นพบที่ดูเหมือนจะถือเป็นความจริงในห้องปฏิบัติการไม่สามารถทำซ้ำหรือตรวจสอบได้เมื่อมีความสำคัญในชีวิตจริงการหายใจของมนุษย์หรือเมาส์เพื่อเริ่มต้น เพื่อพยายามทำความเข้าใจว่ารังสีอาจมีลักษณะเป็นอย่างไรในชีวิตทีมงานของ Wake Forest ได้ปลูกถ่าย HSCs ที่ฉายรังสีจาก GCR เข้าไปในหนู

หนูทดลองพัฒนา เซลล์เม็ดเลือดขาวมะเร็งเม็ดเลือดขาวเฉียบพลัน T-cell ทีมอธิบายว่านี่เป็นการสาธิตแรกที่รังสีอวกาศลึกอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาวในคน

T-cell lymphoblastic leukemias (T-ALLs) เป็นมะเร็งเม็ดเลือดแดงที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงที่ร้ายแรงในเซลล์ที่ก่อให้เกิด T-cells หรือเซลล์เม็ดเลือดขาวที่เรียกว่า T-lymphocytes T-ALL คิดเป็นร้อยละ 10 ถึงร้อยละ 15 ในวัยเด็กและ 25 เปอร์เซ็นต์ของผู้ใหญ่ทุกคน ผู้ป่วยที่มี T-ALL มักมีไขกระดูกที่เต็มไปด้วย limphoblasts ของเซลล์ T ที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะเช่นเดียวกับจำนวนเม็ดเลือดขาวที่สูงขึ้นเนื้องอกในบริเวณหน้าอกและการมีส่วนร่วมของระบบประสาทส่วนกลางในช่วงเวลาที่เกิดการวินิจฉัย อัตราการรักษาสูงกว่าร้อยละ 75 ในเด็กและประมาณร้อยละ 50 ในผู้ใหญ่ได้รับการเห็นด้วยโรคนี้

ด้านล่างจากการศึกษาเมาส์

การค้นพบของนักวิจัยช่วยให้พวกเขาสามารถสรุปได้ว่าผลกระทบที่เกิดจากรังสีทั้งสองต่างกันอาจเป็นผลมาจากการเกิดมะเร็งเม็ดเลือดขาว ประการแรกพวกเขาพบความเสียหายทางพันธุกรรมเพื่อ HSCs โดยตรงสามารถนำไปสู่การพัฒนาของโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว ประการที่สองการฉายรังสียังลดความสามารถของ HSCs ในการสร้างเซลล์ T และ B ใหม่ซึ่งทั้งสองอย่างนี้เป็นเซลล์เม็ดเลือดขาวที่สามารถเข้าไปเกี่ยวข้องกับการต่อสู้กับผู้รุกรานจากต่างประเทศเช่นแบคทีเรีย แต่ยังรวมถึงเซลล์เนื้องอก ดังนั้นคุณจึงไม่เพียง แต่คุณมีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในเซลล์ต้นกำเนิดที่สามารถนำไปสู่โรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว แต่คุณยังมีระบบภูมิคุ้มกันบกพร่องในเรื่องความสามารถในการขจัดเซลล์มะเร็งที่เกิดจากการกลายพันธุ์ที่เกิดจากรังสี

> แหล่งที่มา

> Dachev T, Horneck G, Häder DP, et al. รายละเอียดเวลาของการได้รับรังสีคอสมิกในช่วงภารกิจ EXPOSE-E: เครื่องมือ R3DE ชีววิทยาวิทยา 2012; 12 (5): 403-411

Van Vlierberghe P, Ferrando A. พื้นฐานระดับโมเลกุลของมะเร็งเม็ดเลือดขาวเฉียบพลัน lymphoblastic T cells J Clin Invest 2012; 122 (10): 3398-3406