Muizen die naar de ruimte gingen, kwamen terug met gecompromitteerde immuunsystemen

In april 2013 werden 45 baanbrekende muizen in de ruimte gelanceerd als onderdeel van de Bion-M1-missie, dapper en waar maar weinig muizen eerder waren geweest. Maar toen deze reizigers terugkeerden, ontdekten wetenschappers dat de ruimte zijn sporen had achtergelaten bij de muizen, die 30 dagen lang ronddobberden in een baan met een lage baan om de aarde. Hun immuunsysteem was behoorlijk verward, en helaas gebeurt dit waarschijnlijk ook met mensen.

Sinds de muizen terugkeerden in mei 2013, analyseerde Fabrice Bertile, Ph.D., de manier waarop hun reis het immuunsysteem van zes van de oorspronkelijke 45 beïnvloedde in het Hubert Curien Multidisciplinair Instituut in Frankrijk. Zijn bevindingen, vandaag gepubliceerd in Het FASEB-dagboek voorspel niet veel goeds voor astronauten die hun missie willen repliceren: Verlengde tijd in microzwaartekracht lijkt de productie van sleutelcellen in het immuunsysteem, B-lymfocyten, te verminderen. Dit zijn witte bloedcellen die het lichaam helpen infectueuze indringers te identificeren en actie tegen hen kunnen ondernemen. Bertile vertelt omgekeerde dat het idee dat de ruimte ons immuunsysteem handicapt goed past bij eerdere bevindingen, waarvan sommige zelfs bij mensen zijn.

"Vermindering van het immuunsysteem lijkt daarom een veel voorkomend kenmerk te zijn van de respons op gewichtloosheid in alle organismen", zegt Bertile. "In het kader van de beoogde deep space-missies naar Mars, de maan of een asteroïde die zeer lange duurvluchten vereist, neemt het risico toe en moeten we van tevoren worden voorbereid."

Een week nadat de muizen terugkeerden, ontdekte hij dat de muizen die naar de ruimte gingen 61 procent minder B-lymfocyten in hun milt hadden vergeleken met aan de aarde gebonden controles en 41 procent minder B-lymfocyten in hun beenmerg. Dit gebrek aan B-lymfocyten, Bertile zegt, geeft inzicht in een patroon dat we al hebben gezien menselijk astronauten.

Hij wijst op een studie uit 2016 onder 46 astronauten die zes maanden aan boord van het internationale ruimtestation doorbrachten. In dat scenario worstelde bijna de helft van de proefpersonen om gemeenschappelijke infecties zoals koorts, schimmelinfectie, griepachtige ziekte, urineweginfecties en andere virusziekten te bestrijden. Gezien deze bevinding en anderen zoals het, is NASA zich er nu al van bewust dat microzwaartekracht zijn tol lijkt te eisen van de gezondheid, maar Bertile voegt daaraan toe dat we elke onderzoekslijn hiernaar moeten volgen, vooral nu de mensheid op het punt staat langere ruimtemissies te plegen.

Eerder werk heeft aangetoond dat bepaalde microben feitelijk virulenter worden in de ruimte - wat alarmerend is, omdat wetenschappers onlangs hebben aangekondigd dat het ISS de thuisbasis is van verschillende soorten toiletmicroben die antibioticaresistentiegenen bevatten. Bertile betoogt dat zijn nieuwe studie de manier verbreedt waarop wetenschappers deze kwestie hebben benaderd door specifiek naar de B-lymfocyten te kijken.

"Tot ons werk hadden de meeste studies de effecten van ruimtevaart op aangeboren immuniteit aangepakt, terwijl lymfocyten B-cellen minder waren onderzocht," zegt hij. "Dit suggereert dat, zelfs als het bot en de immuunfunctie tot nu toe voornamelijk afzonderlijk zijn onderzocht, het verkrijgen van informatie over de interconnecties van botten met het immuunsysteem in toekomstige studies moet worden overwogen."

De cellen die Bertile onderzocht, passen in een subset van het immuunsysteem, het adaptieve immuunsysteem. Aan het begin van de infectie helpen B-lymfocyten het lichaam antilichamen te produceren, die de infectie kunnen bestrijden. Maar sommige van deze cellen helpen het lichaam eigenlijk onthouden deze infecties en zal een snellere immuunrespons reactiveren de volgende keer dat ze hetzelfde pathogeen tegenkomen. Bertile wilde B-cellen in het beenmerg slijpen omdat hij gelooft dat er een verband is tussen botverlies veroorzaakt door microzwaartekracht - een goed ingeburgerd fenomeen - en het immuunsysteem verandert waardoor astronauten gevaar lopen.

Met dit in gedachten gelooft hij dat zijn werk zou kunnen aangeven hoe we denken over het voorkomen van ziekte tijdens ruimtevluchten. Hij beweert dat ruimtevaartorganisaties zich moeten concentreren op het herstellen van het menselijke immuunsysteem tot volledige capaciteit, en ook proberen om hard te zijn om infecties in de eerste plaats te voorkomen.

"In nauwe samenwerking met mensen van het Franse ruimtevaartagentschap (CNES) denk ik dat het slagen van een functioneel immuunsysteem in de ruimte veiliger is dan alleen proberen infecties te vermijden (bijv. Preflight-vaccinatieprogramma; routine-reiniging met een kiemdodend doekje; -hygiëne) of bestrijdende infecties, "voegt Bertile toe.