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Voyageurs au cancer de leucémie de risque de Mars, fonction immunisée affaiblie de rayonnement, découvertes financées par la NASA d'étude

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Le rayonnement a rencontré dans le voyage dans l'espace profond peut augmenter le risque de cancer de leucémie chez l'homme voyageant à Mars, chercheurs financés par la NASA au sillage Forest Institute pour la médecine régénératrice et les collègues ont trouvé, utilisant des souris transplantées avec les cellules souche humaines.

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« Nos résultats préoccupent parce qu'ils montrent qu'exposition au rayonnement pourrait potentiellement augmenter le risque de leucémie, » a indiqué Christopher Porada, le Ph.D., le professeur agrégé de la médecine régénératrice et le chercheur senior sur le projet.

On pense que l'exposition au rayonnement est l'un des aspects les plus dangereux du déplacement à Mars, selon la NASA. La distance moyenne à Mars est 140 millions de milles, et un voyage aller-retour pourrait prendre trois ans.

Le but de l'étude, édité dans la leucémie de journal, était d'évaluer les effets directs des particules énergiques solaires simulées (SEPT) et le rayonnement galactique du rayon cosmique (GCR) sur les cellules souche hématopoïétiques humaines (HSCs). Ces cellules souche comportent moins de 0,1% de la moelle des adultes, mais produisent les nombreux types de globules sanguins qui circulent par le corps et le travail pour transporter l'oxygène, infection de combat, et éliminent toutes les cellules malignes qui surgissent.

Pour l'étude, HSCs humain des donateurs en bonne santé de l'âge typique d'astronaute (30-55 ans) ont été exposés aux doses mission-appropriées de Mars de protons et d'ions de fer — les mêmes types de rayonnement que des astronautes seraient exposé à dans l'espace lointain, suivi du laboratoire et des études des animaux pour définir l'impact de l'exposition.

La « exposition au rayonnement à ces niveaux était fortement délétère à la fonction de HSC, réduisant leur capacité de produire presque tous les types de globules sanguins, souvent par 60-80 pour cent, » a dit Porada. « Ceci a pu traduire en système immunitaire et anémie sévèrement affaiblis pendant des missions prolongées dans l'espace lointain. »

Le rayonnement a également causé des mutations dans les gènes impliqués dans le processus hématopoïétique et a nettement réduit la capacité de HSCs de provoquer les globules sanguins mûrs.

Les études précédentes avaient déjà démontré que l'exposition aux doses élevées du rayonnement, comme des rayons X, peut exercer des effets (même potentiellement mortels) néfastes sur la capacité du corps de faire des globules sanguins, et peuvent de manière significative augmenter la probabilité des cancers, particulièrement leucémies. Cependant, l'étude actuelle était la première pour montrer un effet préjudiciable des doses inférieures et mission-appropriées de rayonnement de l'espace.

Les souris développent la leucémie aiguë lymphoblastique à cellule T, fonction immunisée affaiblie

La prochaine étape était d'évaluer comment les cellules fonctionneraient au corps humain. Dans ce but, des souris ont été transplantées avec HSCs humain GCR-irradié, essentiellement « humanisant » les animaux. Les souris ont développé ce qui a semblé être leucémie aiguë lymphoblastique à cellule T — la première démonstration que l'exposition pour espacer le rayonnement peut augmenter le risque de leucémie chez l'homme.

« Nos résultats montrent qu'exposition au rayonnement pourrait potentiellement augmenter le risque de leucémie de deux manières, » a indiqué Porada. « Nous avons constaté que des dommages génétiques à HSCs directement mené à la leucémie. Deuxièmement, le rayonnement a également changé la capacité de HSCs de produire des cellules de T et de B, types de globules blancs impliqués en combattant les “envahisseurs” étrangers comme des infections ou des cellules de tumeur. Ceci peut réduire la capacité du système immunitaire de l'astronaute d'éliminer les cellules malignes qui surgissent en raison des mutations induites par la radiation. »

Porada a dit que les résultats préoccupent en particulier les travaux précédents donnés prouvant que les états du présent de l'apesanteur/microgravité pendant le vol spatial peuvent également causer des changements marqués dans la fonction immunisée de l'astronaute, même après des missions de durée dans l'orbite de la bas-terre, où ils sont en grande partie protégés contre le rayonnement cosmique.

Pris ensemble, les résultats indiquent que l'exposition combinée à la microgravité et au rayonnement de SEP/GCR qui se produiraient pendant des missions spatiales profondes prolongées, comme à Mars, pourrait potentiellement aggraver le risque d'immunisé-dysfonctionnement et de cancer,

Le programme de recherche humain de la NASA explore également des états de microgravité, isolement et emprisonnement, environnements hostiles et fermés, et distance de la terre. L'objectif ultime de la recherche est de rendre des missions spatiales aussi sûres comme possible.

Des chercheurs au sillage Forest Baptist Medical Center, au laboratoire national de Brookhaven, et à l'Université de Californie Davis Comprehensive Cancer Center ont été également impliqués dans l'étude.

Résumé d'in vitro et in vivo évaluation des effets directs de rayonnement cosmique solaire et galactique simulé sur les cellules hématopoïétiques humaines de tige/ancêtre

Les futures missions spatiales profondes aux asteroïdes de Mars et de la proche-terre exposeront des astronautes aux particules énergiques solaires chroniques (SEPT) et au rayonnement galactique du rayon cosmique (GCR), et vraisemblablement un ou plusieurs événements solaires de particules (Spes). Etant donné la radiosensibilité inhérente des cellules hématopoïétiques et la période de latence courte des leucémies, les dommages hématopoïétiques induits par la radiation de l'espace constituent une menace particulière pour des astronautes sur des missions prolongées. Nous prouvons que l'exposition des cellules hématopoïétiques humaines de tige/ancêtre (HSC) aux doses mission-appropriées prolongées de protons et d'ions de grande énergie accélérés de fer mène à ce qui suit : (1) présente les mutations qui sont fréquemment situées dans des gènes impliqués dans l'hématopoïèse et sont distinctes de ceux ont induit par γ-rayonnement ; (2) réduit nettement la formation in vitro de colonie ; (3) change nettement l'engagement d'engraftment et de lignée in vivo ; et (4) mène au développement, in vivo, de ce qui semble être GRAND. L'exposition séquentielle aux protons et aux ions de fer (se produit aussi typique dans l'espace lointain) a prouvé bien plus délétère à l'intégrité et à la fonction de génome de HSC que l'un ou l'autre seules d'espèces de particules. Nos résultats représentent une étape critique pour plus de risques exactement de estimation au système hématopoïétique humain du rayonnement de l'espace, identifiant et améliorent définir les mécanismes moléculaires par lesquels le rayonnement de l'espace altère l'hématopoïèse et induit le leukemogenesis, aussi bien que pour développer des contre-mesures convenablement visés.