Skrytá hrozba pro astronauty: Kosmické záření může spustit proces vedoucí k rakovině i v neozářených buňkách

Cesty do hlubokého vesmíru skrývají nebezpečí, kterému se astronauti nemohou jednoduše vyhnout – mohou být například vystaveni galaktickému kosmickému záření. To tvoří vysokoenergetická atomová jádra zbavená elektronů, které mohou poškodit DNA a přispět ke vzniku rakoviny. Na Zemi nás před většinou z nich chrání atmosféra, ve vesmíru ale astronauti takovou ochranu nemají.

Nebezpečné záření

Zvlášť nebezpečné jsou těžké ionty s vysokým atomovým číslem a energií, označované jako HZE (viz Co jsou galaktické kosmické paprsky?). Patří mezi ně například jádra železa Fe-56. Ve srovnání s rentgenovým zářením způsobují mnohem ničivější poškození: zanechávají hustou stopu ionizace, která narušuje vlákna DNA, a dostatečná expozice může téměř jistě vést ke vzniku rakoviny.

Tyto částice jsou naštěstí poměrně vzácné. Podle výpočtů vycházejících z údajů získaných během cesty marsovského roveru Curiosity by při typické tříleté zpáteční výpravě k Marsu zasáhl iont železa přímo přibližně tři procenta buněk astronauta. Zbytek by sice přímému zásahu unikl, to však ještě neznamená, že je v bezpečí.

Vědci z Oklahoma State University a University of Texas Health Science Center totiž zjistili, že ozářené buňky mohou spustit reakci, která ohrožuje i jejich sousedy. V laboratorním experimentu vystavili lidské buňky vystýlající cévy svazkům železných iontů. Zasažené buňky následně začaly vysílat zánětlivé signály, které přetrvávaly až tři dny.

Tyto signály se šířily i k okolním buňkám, které žádné záření přímo nezasáhlo. U nich přibývalo poškození DNA a zároveň se narušovaly přirozené ochranné mechanismy, jež mají zabránit množení nebezpečně změněných buněk. Výsledkem tak mohl být začátek procesu vedoucího k rakovině.

Nádory vznikly i bez přímého ozáření

Vědci následně ověřili, zda mohou takové změny skutečně vést ke vzniku nádorů. Myším implantovali původně zdravé buňky, které předtím pouze pobývaly v blízkosti ozářených buněk. Také tyto buňky pak vytvořily rozsáhlé nádory.

Podle výsledků tedy může být nebezpečné nejen přímé zasažení kosmickým zářením, ale také působení buněk, které už radiace poškodila.

Další důkazy vědci našli v datech z mise Inspiration4 společnosti SpaceX z roku 2021. Analýza vzorků krve a tkání astronautů odhalila zvýšené hladiny zánětlivé signální molekuly TNF-α a změny v aktivitě genů souvisejících s popsanou reakcí. Naznačuje to, že podobné procesy probíhají také v lidském těle během skutečných vesmírných letů.

Pomoci může medicína a lepší stínění

Výzkum přinesl i naději na ochranu budoucích astronautů. Vědcům se podařilo řetězovou reakci přerušit zablokováním receptoru molekuly TNF-α a potlačením dalšího signálu, který se podílí na zánětlivé reakci. Buňky se díky tomu vyhnuly změnám vedoucím ke vzniku nádorů.

Do budoucna by se podobné postupy mohly kombinovat s účinnějším stíněním kosmických lodí. Mezi zkoumané možnosti patří například vodní bariéry nebo materiály bohaté na vodík, jako je polystyren.

Než se však lidé začnou vydávat do hlubokého vesmíru ve větším počtu, bude potřeba další výzkum. Vědci musejí ověřit, zda kombinace těchto opatření dokáže astronauty před nebezpečným kosmickým zářením skutečně dostatečně ochránit.