Trở về trái đất sau nhiều tháng sống ngoài không gian, cơ thể phi hành gia xuất hiện thay đổi đáng sợ

Nhóm tế bào gốc có dấu hiệu lão hoá nhanh hơn

Một nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Cell Stem Cell cho thấy, việc dành thời gian trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) có thể khiến một nhóm tế bào gốc quan trọng với sức khỏe máu và hệ miễn dịch của con người già nhanh hơn, nhưng ít nhất một phần tổn thương có thể được đảo ngược.

Nhóm tế bào được nghiên cứu là tế bào gốc và nguyên bào tạo máu (HSPCs – Hematopoietic Stem and Progenitor Cells). Theo các đại diện của Đại học California, San Diego (UC San Diego), sau chuyến bay không gian, các tế bào này mất một phần khả năng tạo ra tế bào mới khỏe mạnh, dễ tổn thương DNA hơn, đồng thời các telomere - phần đầu mút nhiễm sắc thể - có dấu hiệu lão hóa nhanh hơn, tất cả đều là biểu hiện của quá trình lão hóa tăng tốc.

Theo các nhà nghiên cứu, bức xạ và vi trọng lực là những yếu tố căng thẳng chính khiến HSPCs thay đổi. Nhóm tế bào này được gửi lên ISS theo bốn lần phóng tái tiếp vận SpaceX trên tàu Dragon.

“Hiểu được những thay đổi này không chỉ giúp bảo vệ các phi hành gia trong các sứ mệnh dài ngày mà còn giúp chúng ta mô phỏng quá trình lão hóa và bệnh tật ở con người trên Trái Đất, chẳng hạn như ung thư” giáo sư Catriona Jamieson, đồng tác giả nghiên cứu và giám đốc Sanford Stem Cell Institute, cho biết.

Nghiên cứu này là một trong nhiều nghiên cứu tiếp nối Twins Study của NASA về cặp phi hành gia song sinh Scott và Mark Kelly. Scott Kelly bay gần một năm trên ISS từ 2015 đến 2016, trong khi Mark ở trên Trái Đất. Nghiên cứu cho thấy cơ thể con người có khả năng phục hồi ấn tượng: 91,3% biểu hiện gen của Scott trở về bình thường chỉ trong nửa năm đầu sau khi về Trái Đất.

Tuy nhiên, một phát hiện mới nổi bật là về telomere, phần mút DNA bảo vệ nhiễm sắc thể khỏi bị “sờn” và tổn thương. Trong chuyến bay, telomere của Scott thay đổi về độ dài, nhưng hầu hết trở lại bình thường chỉ sau 48 giờ kể từ khi trở về Trái Đất. Nghiên cứu UC San Diego nhấn mạnh rằng việc theo dõi telomere và sự thay đổi biểu hiện gen có thể quan trọng cho các sứ mệnh dài hạn trong tương lai.

Những nghiên cứu trong tương lai

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học đã tạo ra một nền tảng nuôi cấy HSPCs trực tiếp trên ISS, sử dụng công cụ hình ảnh AI để theo dõi tế bào trong thời gian thực. Các tế bào được gửi lên không gian từ 32 đến 45 ngày (so sánh với chuyến bay điển hình 6 tháng).

Kết quả cho thấy, sau vài tuần ở không gian:

- Các tế bào hoạt động nhiều hơn, nhưng khả năng tái sinh và phục hồi giảm.

- Mitochondria, trung tâm sản xuất năng lượng của tế bào, bị stress và viêm, khiến những vùng DNA vốn tạm nghỉ bị kích hoạt.

- Khả năng tạo tế bào khỏe mạnh mới giảm, trong khi dấu hiệu lão hóa phân tử như tổn thương DNA và telomere ngắn hơn rõ ràng hơn.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cũng phát hiện rằng một số tế bào bắt đầu phục hồi khi được đặt vào môi trường khỏe mạnh trên Trái Đất, chẳng hạn như: Lớp tủy xương từ chính người hiến tế bào, hoặc dòng tế bào mô liên kết từ một người đàn ông 30 tuổi.

UC San Diego đã thực hiện 17 sứ mệnh ISS liên quan đến HSPCs, và dự kiến sẽ có thêm các nghiên cứu tiếp theo. Các mục tiêu trong tương lai bao gồm:

- Theo dõi thời gian thực các thay đổi phân tử ở phi hành gia,

- Thử nghiệm các biện pháp phòng ngừa và phục hồi tế bào, nhằm giảm tác động của không gian đối với cơ thể con người trong các sứ mệnh dài hạn.

Những phát hiện này không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe phi hành gia trong các chuyến bay dài, mà còn mở ra hiểu biết về quá trình lão hóa và bệnh tật của con người trên Trái Đất, bao gồm các căn bệnh liên quan đến máu và ung thư.

Nguồn: Space.com