L'étude historique de la NASA sur les jumeaux a enquêté sur les astronautes jumeaux identiques Scott et Mark Kelly et a fourni de nouvelles informations sur les effets sur la santé du temps passé dans l'espace.

La professeure Susan Bailey de l'Université d'État du Colorado était l'une des plus de 80 scientifiques de 12 universités qui ont mené des recherches sur l'expérience des manuels scolaires; Mark est resté sur Terre tandis que Scott a orbité au-dessus pendant près d'un an. L'effort massif a été coordonné par le programme de recherche humaine de la NASA.

Bailey a poursuivi ses recherches à la NASA et rejoint maintenant plus de 200 chercheurs de dizaines d'universitaires, gouvernement, des groupes aérospatiaux et industriels publieront un ensemble de 30 articles scientifiques dans cinq revues Cell Press le 25 novembre.

Jared Luxton, qui a récemment obtenu son doctorat en biologie cellulaire et moléculaire au CSU, est le premier auteur de deux des études. Il est maintenant data scientist au Département de l'agriculture des États-Unis à Fort Collins.

La recherche, y compris un document général qui couvre ce que les enquêteurs ont appris sur les caractéristiques fondamentales du vol spatial, représente le plus grand ensemble de données sur la biologie spatiale et les effets sur la santé des astronautes jamais produit.

Pour Bailey, c'est aussi un jalon marquant de nombreuses années de collaboration avec la NASA, qui comprenait son rôle principal dans les études de base sur les rayonnements et l'honneur d'être sélectionnée comme chercheuse pour l'étude sur les jumeaux et des projets de recherche simultanés impliquant des astronautes. Pendant ce temps, plusieurs étudiants diplômés de son laboratoire ont obtenu un doctorat sous son mentorat.

« Nous avons maintenant une base sur laquelle nous appuyer :des éléments que nous savons rechercher chez les futurs astronautes, y compris les changements de longueur des télomères et les réponses aux dommages de l'ADN, " dit Bailey. " A l'avenir, notre objectif est d'avoir une meilleure idée des mécanismes sous-jacents, de ce qui se passe pendant les vols spatiaux de longue durée dans le corps humain et comment cela varie d'une personne à l'autre. Tout le monde ne répond pas de la même manière. C'était l'un des avantages d'avoir la plus grande cohorte d'astronautes dans ces études."

Étudier les extrémités des chromosomes, avec des implications pour le vieillissement

Bailey est un expert des télomères et des dommages à l'ADN induits par les radiations, domaines de recherche qui présentaient un vif intérêt dans le monde entier lorsque l'étude Twins a été publiée. Dans cette étude, elle et son équipe ont découvert que les télomères de Scott dans ses globules blancs s'allongeaient dans l'espace, et est ensuite revenu à une longueur presque normale après son retour sur Terre.

Les télomères sont des « coiffes » protectrices situées aux extrémités des chromosomes qui se raccourcissent avec l'âge. Des changements importants dans la longueur des télomères pourraient signifier qu'une personne est à risque de vieillissement accéléré ou de maladies qui accompagnent le vieillissement, les maladies cardiovasculaires et le cancer par exemple.

Dans les dernières recherches, Bailey, Luxton, L'associée de recherche principale Lynn Taylor et son équipe ont étudié un groupe de 10 astronautes non apparentés, dont le Dr Kjell Lindgren, ancien élève de la CSU, comparer les résultats avec ceux des jumeaux Kelly. Les chercheurs n'avaient pas accès au sang en vol et à d'autres échantillons pour tous les membres d'équipage, mais Bailey a déclaré qu'ils avaient des échantillons de sang avant et après le vol spatial pour tout le monde.

Les enquêtes ont impliqué des astronautes qui ont passé environ six mois sur la Station spatiale internationale en orbite terrestre basse, qui est protégé de certains rayonnements spatiaux. Malgré la protection, les scientifiques ont trouvé des preuves de dommages à l'ADN qui pourraient être des signes avant-coureurs d'effets potentiels sur la santé.

Nouvelle découverte du stress oxydatif

Parmi les nouvelles découvertes, l'équipe de recherche a découvert que le stress oxydatif chronique pendant les vols spatiaux contribuait à l'allongement des télomères observé. Ils ont également découvert que les astronautes en général avaient des télomères plus courts après le vol spatial qu'avant. L'équipe a également observé des différences individuelles dans les réponses.

Pour mieux comprendre ces découvertes, L'équipe de Bailey a également étudié des alpinistes jumeaux qui ont escaladé le mont Everest, un environnement extrême sur Terre. Les jumeaux non grimpeurs sont restés à plus basse altitude, y compris à Boulder, Colorado. Remarquablement, l'équipe a trouvé des preuves similaires de stress oxydatif et de modifications de la longueur des télomères chez les grimpeurs.

Christophe Mason, professeur agrégé à Weill Cornell Medicine et co-auteur avec Bailey, effectué des analyses d'expression génique sur les grimpeurs du mont Everest. Il a trouvé des preuves d'une télomérase indépendante, voie basée sur la recombinaison du maintien de la longueur des télomères connue pour entraîner des télomères plus longs.

Bailey a déclaré que lorsque le stress oxydatif chronique se produit, il endommage les télomères.

"Les cellules sanguines normales meurent et essaient de survivre, " dit-elle. " Ils s'adaptent à leur nouvel environnement. Certaines cellules activeront une voie alternative pour maintenir leurs télomères. C'est similaire à ce qui se passe avec certaines tumeurs. Certaines cellules émergent de ce processus. C'est aussi ce que nous pensons voir pendant les vols spatiaux."

Luxton a déclaré que le mécanisme décrit ci-dessus, connu sous le nom d'allongement alternatif des télomères, ou ALT - était une découverte inattendue.

"Vous voyez généralement cela dans le cancer ou dans les embryons en développement, " il a dit.

Prenez soin de vos télomères

Semblable aux conclusions de l'étude Twins, Bailey a déclaré que les nouvelles découvertes ont des implications pour les futurs voyageurs spatiaux établissant une base sur la Lune ou voyageant vers Mars, ou même en tant que touriste de l'espace. Les missions d'exploration de longue durée impliqueront une augmentation du temps et de la distance en dehors de la protection de la Terre.

Bien que des télomères plus longs dans l'espace puissent sembler une bonne chose, peut-être même une "fontaine de jouvence, " la scientifique a dit qu'elle soupçonnait une fin quelque peu différente à l'histoire.

"Durée de vie prolongée, ou l'immortalité, des cellules qui ont subi des dommages à l'ADN induits par les rayonnements spatiaux, comme les inversions chromosomiques, est une recette pour un risque accru de cancer, " elle a dit.

Bailey a déclaré qu'elle et l'équipe ont observé une augmentation des fréquences d'inversions chez tous les membres d'équipage, pendant et après le vol spatial.

"Les télomères reflètent vraiment nos modes de vie, que ce soit sur ou hors de la planète, " a déclaré Bailey. "Nos choix font une différence dans la rapidité ou la façon dont nous vieillissons. Il est important de prendre soin de vos télomères."