宇宙線から脳を守ることはできますか?
宇宙旅行の新時代に突入する準備をするにあたり、宇宙環境がもたらす健康上のリスクを回避する方法を見つけなければなりません。特に深宇宙放射線は、認知機能を損なうことが知られています。研究者はそのダメージを元に戻す方法を見つけましたか?
将来、宇宙旅行は空の旅と同じくらい一般的になるかもしれません。しかし、宇宙線の影響から脳の健康をどのように保護するのでしょうか。これは、宇宙飛行士を深宇宙の探索に送り、他の惑星の植民地化とテラフォーミングを行い、宇宙旅行の計画を立てる前夜です。
しかし、宇宙旅行には独自の健康上のリスクが伴います。
主な脅威の1つは宇宙線によるもので、中枢神経系に害を及ぼし、認知機能を変化させ、アルツハイマー病に見られる症状と同様の症状を引き起こす可能性があります。
NASAは、火星への植民地化ミッションが2030年代に計画されており、宇宙旅行の概念に関心のある民間企業と同様に、宇宙飛行士を放射線の害から保護する効果的な方法を検討しています。
これまでのところ、研究者は主に、宇宙船と宇宙旅行者がこの強い放射線をかわすための防護服を強化する方法に焦点を合わせてきました。
しかし、現在、カリフォルニア大学サンフランシスコ校の研究者(スザンナ・ロッシ率いる)は、宇宙線によって引き起こされる神経変性を相殺する可能性のある治療法の開発を開始しました。
彼らがマウスモデルで行った実験の結果は、現在ジャーナルに掲載されています。 科学レポート.
「宇宙線は脳に長期的に影響を与える可能性があります」
Rosiとチームが行った以前の研究では、マウスが宇宙飛行士が宇宙飛行中に遭遇する可能性のあるレベルとほぼ同等のレベルの放射線にさらされた後、なじみのある物体となじみのない物体を区別する能力が損なわれることがわかりました。
通常、マウスが2つのオブジェクトに直面すると、1つは新しくて未知のもので、もう1つは以前に探索したものですが、新しいオブジェクトに慣れるのにより多くの時間を費やします。
しかし、放射線にさらされた動物は、両方の物体を探索するのに同じ時間を費やす傾向があり、マウスがすでに2つのうちの1つにさらされたことを忘れていたことを研究者に示唆しました。
マウスが示した他の症状には、社会的相互作用の問題や不安感の高まりが含まれていました。 Rosiとチームは、これは、強力な放射線がミクログリア、または中枢神経系の免疫機構の一部である脳と脊髄に見られる神経細胞に及ぼす影響が原因である可能性が高いと述べています。
ミクログリアが活性化されると、神経変性疾患の症状と一致する症状(記憶想起障害など)を引き起こす可能性があります。
これは、シナプスを破壊するように駆り立てられているという事実、または情報を伝達することを可能にする脳細胞間に形成された接続に部分的に起因しています。
「深宇宙放射線への曝露が長期的に脳機能に影響を与える可能性があるという証拠が出始めていますが、私が知る限り、このレベルの放射線曝露から宇宙飛行士の脳を保護する可能性のある対策を検討した人は誰もいませんでした。 」
スザンナ・ロッシ
新しい化合物は有望です
新しい研究では、Rosiと同僚は、カリフォルニアのロマリンダ大学の研究者と協力して、脳への放射線の影響を打ち消す可能性のある治療法を見つけました。
彼らは、マウスでの同様の実験から始めました。そこでは、深宇宙旅行者に影響を与える可能性のあるものと同様の線量の放射線にさらされました。
1週間後、マウスに15日間の定期的な管理食、またはPLX5622と呼ばれる実験化合物による治療を含む食餌を与えました。
PLX5622ダイエットは、中枢神経系のミクログリアを枯渇させることによって機能します。過去の研究では、PLX5622治療は、癌治療の一形態として頭蓋照射にさらされたマウスの認知機能を保護することが示されていました。 Rosiとチームは、これらの結果からヒントを得ました。
最近の実験でも、有望な結果が得られました。最初に、科学者は、最初は認知障害を示さなかったが、最初の照射から3か月以内に、対照食餌マウスが障害のある新規物体認識を示したことに気づいた。
しかし、PLX5622療法を受けたマウスは、記憶想起に対するそのような損傷を示さなかった。
各グループのマウスの脳を比較すると、研究者らは、対照グループのマウスは多くの活性化ミクログリアを特徴とし、多くのシナプスを失っていたが、PLX5622治療グループのマウスは健康に見えたことを明らかにした。
どうしてこれなの? Rosiとチームは、中枢神経系に活性化されたミクログリアを排除させることにより、新しい健康な神経細胞がそれらに取って代わり、マウスが正常な認知機能を維持できるようになったと信じています。
「これは本当に素晴らしい証拠です。まず、脳のミクログリアを再起動することで、放射線被曝後の認知機能を保護できること、そして次に、放射線被曝の直後に薬を効果的に治療する必要がないことです」とRosi氏は説明します。
しかし、研究者たちは、宇宙旅行者にとってのこの実験的治療の可能性だけでなく、興奮しています。 PLX5622と同様のメカニズムを利用する薬剤は、癌治療のための臨床試験ですでにテストされています。
これは、そのような薬が、癌治療後の認知障害を含む、より幅広い問題に役立つ可能性があることを意味します。
「NASAは、深宇宙旅行中に宇宙飛行士の安全とミッションの成功の両方を確保する方法を見つけることに非常に興味を持っています」と、研究の共著者であるカレン・クルコウスキーは述べています。
「しかし、宇宙飛行士は人口が少ないので、これらの発見が他の多くの形態の認知障害の予防に役立つ可能性があることはエキサイティングです」と彼女は付け加えます。