Polacy mogą zrewolucjonizować medycynę kosmiczną. Chcą leczyć astronautów nim zachorują

W tym artykule:

1. Genetyka i matematyka
2. DNA jako zbiór przepisów
3. Ekspozycja na promieniowania kosmiczne
4. Prewencyjnie przeciwko nowotworom

W czerwcu 2024 r. na łamach prestiżowego czasopisma naukowego „Nature” ukazał się duży artykuł dotyczący medycyny kosmicznej. To metaanaliza danych medycznych zbieranych przez szereg lat działania programu kosmicznego oraz prac naukowych napisanych na ich podstawie.

Jednym z naukowców zaangażowanych w opracowanie był Jakub Mieczkowski – matematyk i profesor Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego. W latach 2013-2016, jako pracownik naukowy w dziedzinie genetyki w Harvard Medical School, był zaangażowany w projekty skupiające się na czynnikach epigenetycznych wpływających na stan chromatyny w komórkach ludzkich.

Genetyka i matematyka

– Razem z moim doktorantem, Adrianem Perdyanem jesteśmy współautorami artykułu ze względu na przynależność do grup roboczych NASA GeneLab, projektu skupiającego naukowców z całego świata zainteresowanych rozwojem medycyny kosmicznej – powiedział National Geographic Polska Jakub Mieczkowski.

Tym, co najbardziej interesuje Jakuba Mieczkowskiego, jest to, jak pojedyncza komórka ludzka reaguje na środowisko stacji kosmicznej.

– Badaliśmy zmiany metylacji DNA. Za tą nazwą kryje się przyłączenie grupy metylowej do łańcucha DNA. Ten łańcuch jest mocno zwinięty i mało dostępny. Jest to proces niezbędny, bo nić DNA w każdej pojedynczej komórce ma około dwóch metrów – wyjaśnia naukowiec.

DNA jako zbiór przepisów

DNA jest jak wielka, licząca ponad 20 tysięcy przepisów książka kucharska. Odpowiednio wyeksponowany przepis, gen, pozwala na wykonanie odpowiedniego „dania”. W tym samym łańcuchu zapisane jest, jak zrobić komórki płuc, skóry czy mózgu. Właściwa ekspresja genów jest odpowiedzialna za prawidłowe funkcjonowanie komórek.

– Interesują nas procesy epigenetyczne, czyli takie, które regulują ekspresje genów. Jest to dynamiczny proces, który w różnych momentach może być hamowany lub pobudzany w zależności od potrzeb. Co ważne, jest to proces, na który możemy wpływać – wyjaśnia badacz.

Wokół centrum Drogi Mlecznej dzieje się coś dziwnego. Młode gwiazdy kręcą się tam niczym rój pszczół

Pędzą wokół czarnej dziury z zawrotną prędkością i w zorganizowanym szyku. W samym centrum naszej Galaktyki, niebezpiecznie blisko supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A*, krąży rój ...

Ekspozycja na promieniowania kosmiczne

Jakub Mieczkowski uważa, że może to być kluczowe dla długotrwałej obecności człowieka w kosmosie. Jednym z głównych problemów, z jakimi będą musieli zmierzyć się astronauci programu Artemis, zwłaszcza lecący na Marsa, będzie ekspozycja na promieniowanie kosmiczne. Promieniowanie, które będzie wpływało na ekspresję genów i będzie – potencjalnie – kancerogenne.

– Z naszego punktu widzenia istotne jest, jak komórka wystawiona na promieniowanie różnego rodzaju energii będzie się zachowywać w dłuższej perspektywie niż paru godzin spędzonych w statku kosmicznym. Właśnie dlatego wraz z moją grupą z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego złożyłem propozycję eksperymentu w ramach organizowanego przez Polską Agencję Kosmiczną programu polskich eksperymentów na ISS – dodaje badacz.

W prace zaangażowani są także diagnostka laboratoryjna Urszula Ławrynowicz oraz lekarze Adrian Perdyan i dr Bartłomiej Tomasik. Naukowcy chcą sprawdzić, jak na astronautów wpłynął pobyt na stacji kosmicznej. W tym celu chcą pobrać od 24 astronautów, wśród których będzie też grupa naziemna, płyny ustrojowe. To ładne określenie oznacza krew, mocz, ślinę, kał, a w przypadku mężczyzn również spermę. W dodatku płyny mają być pobrane nie raz, lecz w kilku konkretnych momentach. Przed lotem, tuż po zakończeniu misji oraz określony, dłuższy czas później.

Prewencyjnie przeciwko nowotworom

– Testy diagnostyczne mogą nam pokazać, do jakich zmian epigenetycznych doszło w organizmach astronautów oraz w jaki sposób możemy te zmiany odwrócić. Już teraz istnieje cała paleta leków epigenetycznych, które mogą do tego posłużyć. A w przyszłości możemy mówić też o lekach celowanych – przekonuje naukowiec.

Mowa o lekach podawanych prewencyjnie, które mają przeciwdziałać rozwinięciu się choroby. Wpływ promieniowania na komórkę jest bowiem uzależniony od profilu epigenetycznego tej komórki.

– Jestem w stanie wyobrazić sobie, że w przyszłości astronauci na długich misjach będą regularnie wykonywali proste badanie, jak pobranie śliny lub wymazu z policzka. Na tej podstawie będziemy w stanie dowiedzieć się, jakie procesy zachodzą w ich komórkach i jak przeciwdziałać szkodliwym procesom poprzez leki – podsumowuje Jakub Mieczkowski.

Nasz ekspert

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka

Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Związana z magazynami portali Gazeta.pl oraz Wp.pl. Współautorka książek „Człowiek istota kosmiczna”, „Kosmiczne wyzwania” i „Odważ się robić wielkie rzeczy”.