宇宙が私たちの免疫システムを乱す可能性がある

宇宙は人体にとって過酷な場所です。宇宙旅行が私たちの健康に与える影響は、宇宙での私たちの将来にとって大きな課題となります。地球外では、宇宙飛行士は文字通り骨と筋肉を失い、発がん性の可能性のある放射線にさらされます。NASA のアルテミス計画のように、月や火星など、より長い旅を計画しているため、生物学者はこれらの長期の旅で探検家の安全を確保するための準備が必要です。

その一つは、臓器のマクロスケールから微細な細胞に至るまで、宇宙が私たちの体をどのように変化させるかを正確に理解することです。そのために、スウェーデンの生物学者は地球上での実験を使用して、宇宙飛行士が経験する「無重力」である微小重力下で人間の免疫システムに何が起こるかをシミュレートしました。先週Science Advancesに掲載された新しい研究論文で、研究者らはこれらの守護細胞に重大な遺伝的変化が生じたと報告しています。  

免疫システムは人体にとって極めて重要なシステムであり、私たちの生命の惑星に生息する細菌やウイルスの攻撃から私たちを守ってくれます。宇宙飛行士の免疫システムが宇宙空間の環境によってダメージを受けると、地球に帰還したときに感染症と闘うことができなくなり、体内に潜んでいたウイルスが猛威を振るう可能性もあります。

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これを地球上で研究するため、ボランティアの被験者は21日間、宇宙のような環境で生活し、いわゆる「ドライ・イマージョン」ベッドの上で実質的に浮遊した。研究者らは被験者の血液を分析し、細菌と闘う白血球の一種であるT細胞の遺伝子が変化し、病原体に対する防御力が低下する可能性があることを発見した。

「無重力状態が7日間と14日間続いた後、T細胞の遺伝子発現、つまりどの遺伝子が活性化し、どの遺伝子が活性化しなかったかが大きく変化した」と、スウェーデンのカロリンスカ研究所の免疫学者で共著者のリサ・ウェスターバーグ氏は言う。「T細胞は、まだ侵入者に遭遇していない、いわゆるナイーブT細胞に似てきた。これは、腫瘍細胞や感染症と戦う効果が薄れたことを意味している可能性がある」

しかし、良いニュースもある。通常の重力に戻った後、細胞の変化の一部は正常に戻ったとウェスターバーグ氏と同僚は観察した。これは、人間の体は地球に戻った後、少なくともこの研究に基づくと、21日間の旅であれば、再適応する可能性があることを示唆している。火星への往復で数年かかる危険な旅のような、より長期間の宇宙飛行が宇宙飛行士、彼らの遺伝子、そして免疫系にどのような影響を与えるかはまだ不明である。

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科学者が宇宙旅行による DNA の変化に気づいたのは今回が初めてではない。NASA の有名な「双子研究」では、宇宙飛行士のスコット・ケリーが国際宇宙ステーションに滞在、双子の兄弟マーク・ケリーが地球に残ったが、宇宙での 1 年間は遺伝子に影響を与え、時には損傷を与えることが明らかになった。また、宇宙は血液細胞や骨髄に悪影響を与え、宇宙飛行士がいわゆる「宇宙貧血」を経験するほどに破壊する可能性があることもわかっている (ただし、新しい研究では、脂肪細胞を使ってこれに対抗する方法があるかもしれないことがわかっている)。

この新しい研究の真に斬新な点は、細胞の変化を人体のより広範な機能と結び付け、研究者が細胞レベルで問題解決の糸口を模索できる点だ。地球上では、特定のガン、アレルギー、自己免疫疾患など、同様の細胞関連の問題を治療するための新薬や治療法の臨床試験がいくつか行われている。「したがって、この研究は、免疫細胞の遺伝子プログラムの変化を元に戻す新しい治療法への道を開く可能性があると考えています」とウェスターバーグ氏は言う。

したがって、火星やそれ以降の旅に向けた準備は、地球にいる患者と宇宙を旅する旅行者の両方を助ける可能性があり、宇宙のどこにいても人体についての理解を深めることができます。