Expeditionens 30-besättningsmedlemmar Dan Burbank och Andre Kuiper utför blodtagningar för undersökningen av Integrated Immune. Data som samlas in under Functional Immune-studien kommer att bygga på resultat från denna undersökning. Kredit:NASA
Att bli sjuk är inte roligt för någon, men det kan vara särskilt belastande för besättningsmedlemmar ombord på den internationella rymdstationen. Att skydda besättningens hälsa är viktigt eftersom NASA förbereder sig för lång varaktighet, djupa rymduppdrag. Funktionellt immunförsvar, en ny undersökning som äger rum i kretslaboratoriet, studerar tidigare outforskade områden av kroppens immunsvar och om rymdfärder förändrar en besättningsmedlems mottaglighet för sjukdomar.
Immunsystemet är en komplex vävning av biologiska strukturer och processer. Minskad aktivitet i bara ett stycke kan orsaka förändringar i sjukdomsrisk i människokroppen. Studier har visat i mikrogravitation att det finns förändringar i immunsystemet. Detta kan skapa en miljö där, hos vissa besättningsmedlemmar, utslag, ovanliga allergier och latent virusreaktivering kan uppstå.
"Vi ser förändringar i antalet immunceller i blodet, nedsatt funktion hos vissa av dessa populationer, och förändringar i proteinerna celler gör, " sa Hawley Kunz, en immunolog vid KBRwyle. "Ditt immunförsvar är relativt stabilt, så när du börjar se förändringar, det är ofta ett tecken på närvaron av miljöstressorer med ökad klinisk risk."
Forskare finner också att latenta virus återaktiveras, men orsaka inte sjukdom hos besättningsmedlemmarna. Bevis på viral "utsöndring", virus-DNA som finns hos annars friska individer, har hittats i besättningsmedlemmens blod, urin- och salivprover. Detta kan hända när som helst immunförsvaret är försvagat i mikrogravitation eller till och med i stressiga situationer på jorden. Forskare arbetar med att definiera, och kanske utveckla begränsningar för, immunproblem innan du ger dig ut på djupa rymduppdrag, där immunsystemet kommer att utsättas för mikrogravitationsförhållanden under längre tidsperioder.
Europeiska rymdorganisationens astronaut Andre Kuiper, visas här i Human Research Facility, förbereder prover för Integrated Immune-studien. Prover som tas emot under Functional Immune-utredningen kommer att användas för att fastställa de förändringar som sker i besättningsmedlemmarnas immunsystem under rymdfärd. Kredit:NASA
"Vi utvecklades till att existera i ett hav av mikrober, och vi utvecklade ett immunsystem för att mildra det, sa Brian Cruccian, immunolog och huvudutredare vid NASA:s Johnson Space Center i Houston. "När immunförsvaret är lite nedsatt, vi kan observera dessa förändringar utan progression till sjukdom. Det är i grund och botten där vi befinner oss under omloppsflygning. Dock, förändringar i fysiologi som vi ser på stationen har potential att bli större på vägen till Mars."
Den nuvarande undersökningen av funktionellt immunförsvar bygger på andra immunologiska studier, men undersöker tidigare outforskade aspekter, i ett försök att bättre karakterisera effekten av rymdfärder på immunsystemet som helhet. Den nya studien inkluderar även utredare från NASA Space Radiation Laboratory, samt externa utredare från University of Houston och Stony Brook School of Medicine.
Att veta hur immunförsvaret fungerar under flygning kommer att leda vägen mot motåtgärder som kan behöva utvecklas i framtiden. Vissa grundläggande immunförebyggande åtgärder som standardanvändning av skyddsvacciner, bra näring, och motion och karantän före flygning av astronauter, skydd mot mikrober genom screening och behandling av mat och dryck (pastörisering), och HEPA-luftfilter finns redan på plats för att förhindra sjukdomar, bakterier och virus letar sig vidare till stationen och orsakar problem för besättningen. För djupa rymduppdrag, där besättningsmedlemmar inte har tillgång till snabba returalternativ, att förbli frisk är viktigt både för besättningsmedlemmens säkerhet och för uppdragets framgång.
NASA-astronauten Kate Rubins tar bort prover från Minus Eighty-Degree Laboratory Freezer för ISS (MELFI). Blod, saliv- och urinprov kommer att lagras i MELFI tills de kan transporteras tillbaka till jorden för analys. Kredit:NASA
"På jorden, du brukar inte gå till doktorn förrän du blir sjuk, ", sa Crucian. "Det finns inte många forskningsområden som tittar på de immunförändringar som kan föregå sjukdom eller öka din mottaglighet för sjukdomar. Vi tittar på just ett sådant [ett] tillstånd under flygning."
Resultat från denna undersökning kommer att gynna mer än bara besättningsmedlemmar. Förutom förmågan att upptäcka och behandla en sjukdom innan dess debut, de metoder som utvecklats för att stabilisera prover för transport kan användas för att gynna immunstudier på jorden, som i områden utan ett laboratorium lättillgängligt.
"Det främsta målet med denna undersökning är att slutföra karakteriseringen av immunsystemet, " sa Crucian. Efter att karaktäriseringen är klar, Planer för att motverka potentiella kliniska risker kan göras för att föra oss ett steg närmare vår resa till Mars.
