NASA hoppas kunna skicka människor till Mars år 2030 på ett tur- och returuppdrag som kan ta upp till tre år – mycket längre än någon människa någonsin har rest i rymden. Sådana långvariga rymdflygningar kan negativt påverka vissa celler i astronauternas immunsystem, enligt en ny studie ledd av forskare vid University of Arizona.

"Vad NASA och andra rymdorganisationer är oroade över är huruvida immunsystemet kommer att äventyras under mycket långvariga rymdfärdsuppdrag, sa Richard Simpson, senior författare och docent i näringsvetenskap vid UA. "Vilka kliniska risker finns det för astronauterna under dessa uppdrag när de utsätts för saker som mikrogravitation, strålning och isolationsstress? Kan det vara katastrofalt till den nivån att astronauten inte skulle kunna slutföra uppdraget?"

Simpson och hans team av forskare vid UA, University of Houston, Louisiana State University och NASA-Johnson Space Center, studerade effekterna av rymdflygningar på sex månader eller mer på naturliga mördarceller, eller NK-celler, en typ av vita blodkroppar som dödar cancerceller i kroppen och förhindrar att gamla virus återaktiveras.

"Cancer är en stor risk för astronauter under mycket långvariga rymdfärder på grund av exponeringen för strålning, "Simpson sa. "[NK-celler] är också mycket viktiga för att döda virusinfekterade celler. När du är i rymdstationen, det är en väldigt steril miljö – det är inte troligt att du drabbas av influensa eller ett rhinovirus eller någon infektion av samhällstyp – men de infektioner som är ett problem är de virus som redan finns i din kropp. Dessa är oftast virus som orsakar saker som bältros, mononukleos eller munsår; de stannar i din kropp för resten av ditt liv, och de återaktiveras när du är stressad."

Forskare jämförde blodprover från åtta besättningsmedlemmar som genomförde uppdrag till den internationella rymdstationen med friska individer som stannade kvar på jorden. Blodprover togs före lanseringen, vid flera punkter under uppdraget och efter astronauternas återkomst till jorden.

Resultaten visade att NK-cellers funktion är nedsatt hos astronauter jämfört med nivåer före flygning och markbaserade kontroller. Vid flygdag 90, NK-cells cytotoxiska aktivitet mot leukemiceller in vitro minskade med cirka 50 procent hos besättningsmedlemmar på den internationella rymdstationen.

"När vi tittar på astronautprovernas funktion under flygning jämfört med deras egna prover innan de flög, det går ner. När vi jämför dem med kontroller som stannade på jorden, det går fortfarande ner, "Simpson sa. "Jag tror inte att det råder någon tvekan om att NK-cells funktion minskar i rymdfärdsmiljön när den analyseras i ett cellodlingssystem."

Effekten verkar vara mer uttalad hos förstagångsastronauter, till skillnad från de som redan har varit i rymden.

"Serendipitalt, vi upptäckte att hälften av våra besättningsmedlemmar hade flugit tidigare, och den andra hälften hade inte, " sa Simpson. "Så vi kunde bara dela dem på mitten för att se om det var en effekt, och det fanns. "Rookies" hade större fall i NK-cellsfunktion jämfört med veteranerna."

Skillnaderna kan kritas upp till ålder eller stress, Simpson sa, antar att nybörjarastronauter, som i allmänhet är yngre än sina veterankollegor, skulle finna rymdresor mer stressande än de som hade gjort det tidigare.

Huruvida nedgången i NK-cellsfunktion gör astronauter mer mottagliga för cancer och virusreaktivering återstår att se, sa Simpson. Han hoppas kunna lära sig mer av framtida studier.

"Nästa fråga skulle vara, hur dämpar vi dessa effekter? Hur förhindrar vi att immunförsvaret försämras under rymdresor?" sa han. "För att göra det, du måste först ta reda på vad som orsakar nedgången:Är det stress? Är det mikrogravitation? Är det strålning? Är det en uppsjö av saker? När vi kommer på det, vi kan försöka hitta sätt att direkt rikta in oss på dessa faktorer och mildra dem."

Simpson och hans forskarkollegor vid NASA-Johnson Space Center, tillsammans med europeiska och ryska forskare, arbetar redan på potentiella motåtgärder som kan hjälpa till att hålla astronauterna friska i rymden, inklusive näringsmässig eller farmakologisk intervention och ökad träning, som alla har visat sig ha en positiv effekt på immunsystemets funktion.

Studier har visat att att tillbringa längre perioder borta från jorden medför vissa hälsorisker, såsom muskel- och benförlust på grund av effekterna av mikrogravitation. Men forskarna visste inte om de unika tillstånden som astronauter mötte hade en inverkan på immunsystemet förrän nu. Pappret, Rymdfärd hämmar NK-cellsfunktion, publicerades i Journal of Applied Physiology .