Raios Cósmicos Galáticos - Apenas Alguns dos Desafios da Missão de Marte
Os astronautas da missão Marte desenvolverão leucemia em sua jornada ao planeta vermelho? Pode soar como uma pergunta estranha, mas os estudos financiados pela NASA estão olhando para todos os tipos de coisas, em preparação para o que pode ser outro grande salto para a humanidade - uma viagem tripulada para Marte. A jornada com uma tripulação de seres humanos pode começar assim que a década de 2030. Existem diferentes fases deste projeto importante, e o planejamento e a pesquisa já começaram.
Você pode ver todos os planos, incluindo as três fases diferentes de exploração, no site “Journey to Mars Overview” da NASA.
A missão tripulada a Marte vem com muitos perigos, alguns conhecidos e alguns talvez desconhecidos. Uma das preocupações para os futuros viajantes é o impacto da radiação do espaço profundo na saúde humana. Em um novo estudo financiado pela NASA, pesquisadores descobriram que a radiação do espaço profundo pode aumentar o risco de leucemia em astronautas, provocada por alterações nas células-tronco vitais da medula óssea que dão origem a todas as novas células sanguíneas do corpo.
Radiação de raios-X e tomografias computadorizadas
A exposição à radiação traz consigo o potencial de causar danos . Há radiação ionizante e radiação não ionizante.
Enquanto a radiação não-ionizante, como os raios UV do sol, pode ser prejudicial, você pode se proteger desse tipo de radiação facilmente. A radiação ionizante é mais difícil de evitar. A radiação ionizante pode se mover através de substâncias e alterar a carga dos átomos no material circundante.
As partículas associadas à radiação ionizante no espaço vêm de partículas de cinturões de radiação aprisionadas (Van Allen Belts), raios cósmicos e partículas de flare solar.
No caso da radiação usada para tratar o câncer, os benefícios da radiação ionizante terapêutica (matar as células cancerígenas) são pesados contra os riscos de tal exposição, como complicações de curto e longo prazo, incluindo o surgimento de uma nova malignidade anos depois.
Da mesma forma, a exposição à radiação em raios-x e tomografia computadorizada não é tomada de ânimo leve, já que exposições cumulativas e desnecessárias à radiação médica e diagnóstica também podem aumentar o risco de malignidade de uma pessoa.
Radiação De Raios Cósmicos Galácticos
A radiação é basicamente energia em movimento e os raios cósmicos galácticos (GCRs) são uma forma de radiação que é de grande interesse no que se refere à viagem espacial. Os GCRs vêm principalmente de fora do nosso sistema solar, mas geralmente de dentro da nossa galáxia Via Láctea. Os GCR são essencialmente íons pesados de alta energia de elementos que tiveram todos os seus elétrons removidos enquanto atravessavam a galáxia quase à velocidade da luz.
A radiação do espaço profundo é diferente do que experimentamos na superfície da Terra - ou mesmo na órbita baixa da Terra - porque há muito mais “tráfego” de raios cósmicos galácticos de alta energia lá fora, além de radiação de eventos solares e de os cinturões de radiação que estão mais perto de casa. A Terra tem cinturões de radiação chamados de cinturões Van Allen, que se estendem por cerca de 1.000 a 60.000 quilômetros acima da superfície.
O campo magnético da Terra desvia a radiação e protege a atmosfera da Terra da destruição, mas uma missão a Marte requer uma viagem espacial profunda.
Além disso, Marte perdeu bilhões de anos no campo magnético, então, para os humanos que eventualmente pisarem no Planeta Vermelho, não haverá essa proteção esperando por eles. A NASA está bem ciente desses perigos e está trabalhando em possíveis soluções. Cientistas da NASA até levantaram a possibilidade de criar um campo magnético artificial em torno de Marte para proteger futuras missões.
O que raios espirais galáticos podem fazer para humanos?
O impacto da radiação nos seres humanos no espaço está sendo examinado de várias maneiras diferentes, e não é apenas leucemia e malignidade que os cientistas estão preocupados. A Nasa também está conduzindo estudos sobre astronautas que estão no espaço, como tais exposições podem afetar a cognição e o comportamento, e como os genes respondem à radiação - e especificamente, quais genes são ativados e quais genes são desativados por tais exposições.
A vida em Marte pode trazer um risco maior de leucemia, de acordo com dados coletados por uma equipe de pesquisadores do Wake Forest Baptist Medical Center. O grupo investigou os impactos potenciais da radiação do espaço profundo, especificamente em células-tronco hematopoiéticas humanas (HSCs). As HSCs são, na verdade, as mesmas células-tronco de que você já ouviu falar que são usadas como tratamento para o câncer em alguns casos.
Quando um paciente tem altas doses de quimioterapia planejadas para matar as células cancerígenas, a quimioterapia também pode prejudicar as células-tronco. Por causa disso, transplantes de medula óssea , ou transplantes de células-tronco hematopoiéticas, podem ser realizados para aumentar a capacidade do paciente de ter um novo começo com novas e saudáveis células formadoras de sangue. Estas são as mesmas células formadoras de sangue na sua medula óssea que produzem todas as suas novas células sanguíneas quando as velhas se desgastam. As células maduras no sangue incluem os glóbulos vermelhos que transportam o oxigênio dos pulmões para o resto do corpo, mas também os glóbulos brancos que ajudam a combater a infecção e a malignidade.
A equipe da Wake Forest levou esses HCSs formadores de sangue de doadores saudáveis com idade entre 30 e 55 anos e os expuseram a radiação simulada e GCRs como os raios esperados para bombardear astronautas durante uma missão a Marte. Eles analisaram as células no laboratório e descobriram que a radiação afetava as células no nível das células-tronco, causando mutações em genes que afetavam sua capacidade de se transformar em células sanguíneas maduras. A exposição à radiação reduziu a capacidade das células-tronco de produzir quase todos os tipos de células sanguíneas, e sua capacidade de produzir novas células foi reduzida em 60% a 80%, segundo Christopher Porada, pesquisador sênior do projeto.
O que tal redução nas células sangüíneas pode significar para os astronautas é algo que muitos pacientes com câncer de sangue já conhecem - o declínio dos glóbulos vermelhos pode causar anemia , com sintomas como cansaço, fraqueza, falta de ar e baixa tolerância ao exercício. A redução dos glóbulos brancos pode reduzir as defesas imunitárias do organismo, aumentando a susceptibilidade à infecção. E a redução das plaquetas pode tornar uma pessoa mais propensa a problemas de coagulação e sangramento, com hematomas ou sangramento anormais.
Usando ratos para descobrir um pouco mais
Muitas vezes, na pesquisa médica, as descobertas que parecem ser verdadeiras em laboratório não podem ser reproduzidas ou verificadas quando é importante, em um ser humano real e vivo - ou um mouse, para começar. Para tentar entender como a exposição à radiação pode parecer em um ser vivo, a equipe da Wake Forest transplantou as HSCs irradiadas com GCR em camundongos.
Os camundongos desenvolveram leucemia linfoblástica aguda de células T. A equipe descreveu isso como a primeira demonstração de que a radiação do espaço profundo pode aumentar o risco de leucemia em humanos.
As leucemias linfoblásticas agudas das células T (T-ALLs) são cancros sanguíneos agressivos resultantes das alterações malignas nas células que originam as células T, ou as células brancas do sangue conhecidas como linfócitos T. O T-ALL é responsável por 10% a 15% da ALL infantil e 25% da ALL adulta. Pacientes com LLA-T geralmente têm medula óssea que ficou repleta de linfoblastos de células T imaturas, bem como contagens elevadas de leucócitos, tumores na região do tórax e envolvimento freqüente do sistema nervoso central no momento do diagnóstico. Cura taxas mais de 75 por cento em crianças e cerca de 50 por cento em adultos foram observados com esta doença.
Linha de fundo do estudo do mouse
As descobertas dos pesquisadores permitiram concluir que dois efeitos diferentes da radiação podem ter atuado no surgimento da leucemia. Primeiro, eles descobriram que o dano genético às HSCs poderia levar diretamente ao desenvolvimento de leucemia. Segundo, a radiação também prejudicou a capacidade das HSCs de produzir novas células T e B, ambas células brancas que podem estar envolvidas na luta contra invasores estrangeiros, como bactérias, mas também células tumorais. Portanto, você não apenas tem as alterações genéticas nas células-tronco que podem levar à leucemia, mas também tem um sistema imunológico debilitado em relação à sua capacidade de eliminar as células malignas que surgem das mutações induzidas pela radiação.
> Fontes
Dachev T, Horneck G, Häder DP, et al. Perfil temporal da exposição à radiação cósmica durante a missão EXPOSE-E: o instrumento R3DE. Astrobiologia . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. A base molecular da leucemia linfoblástica aguda de células T. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.