Mengirim misi berawak ke Mars tidak hanya membutuhkan kendaraan peluncur yang kuat, tetapi juga pemahaman tentang bagaimana penerbangan luar angkasa tiga tahun dapat memengaruhi tubuh manusia.
Dengan dana dari National Aeronautics and Space Administration (NASA), para ilmuwan di Wake Forest Institute for Regenerative Medicine dan rekan mereka menggunakan sel punca manusia untuk menentukan efek paparan radiasi di luar angkasa.
Tim peneliti telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa radiasi dari penerbangan ruang angkasa jarak jauh dapat meningkatkan risiko pengembangan leukemia pada manusia.
“Saya berharap pengalaman kami akan membantu NASA menilai potensi risiko dan mengembangkan strategi untuk mengatasinya,” kata Christopher Porada, ilmuwan senior dalam proyek tersebut. Kelompok tersebut saat ini sedang menguji suplemen nutrisi yang dapat melindungi astronot dari efek yang menghancurkan ini.
Paparan radiasi adalah salah satu aspek paling berbahaya dalam perjalanan ke Mars, menurut NASA. Jarak rata-rata ke Planet Merah sekitar 200 juta kilometer, dan seluruh perjalanan bisa memakan waktu tiga tahun.
Tujuan dari penelitian yang dipublikasikan dalam jurnal Leukemia ini adalah untuk mengevaluasi efek langsung dari partikel energi matahari (SEP) dan radiasi sinar kosmik galaksi (GCR) pada sel induk hematopoietik manusia (HSC). Sel induk ini mengandung kurang dari 0,1% sumsum tulang, tetapi menghasilkan banyak jenis sel darah yang bersirkulasi ke seluruh tubuh dan bertanggung jawab untuk mengangkut oksigen, melawan infeksi, dan menghilangkan sel kanker.
Untuk penelitian ini, sel punca diambil dari donor sehat berusia astronot (30-55 tahun). Selama percobaan, mereka terpapar proton dan ion besi dalam karakteristik dosis ruang dalam. Kemudian studi laboratorium dan eksperimental dilakukan untuk mengetahui efek radiasi.
“Kami menemukan bahwa radiasi mengurangi kemampuan HSC untuk memproduksi hampir semua jenis sel darah hingga 60–80%,” kata Porada. "Ini dapat menyebabkan melemahnya sistem kekebalan dan anemia selama misi yang diperpanjang di luar angkasa."
Video promosi:
Pada langkah selanjutnya, para ilmuwan mengevaluasi bagaimana sel akan berfungsi dalam tubuh. Sel HSC manusia yang diradiasi ditransplantasikan ke tikus, secara efektif "memanusiakan" hewan. Akibatnya, mereka mengembangkan leukemia limfoblastik akut.
“Iradiasi bisa meningkatkan risiko berkembangnya leukemia,” tutup Porada. "Selain itu, radiasi memengaruhi kemampuan HSC untuk menghasilkan jenis sel darah putih yang terlibat dalam melawan penyerang asing seperti infeksi atau sel tumor. Ini dapat mengurangi kemampuan sistem kekebalan untuk menghilangkan sel ganas akibat mutasi yang diinduksi radiasi."
Hasilnya sangat mengganggu mengingat penelitian sebelumnya yang menunjukkan bahwa kondisi gayaberat mikro juga dapat menyebabkan perubahan nyata dalam sistem kekebalan, bahkan setelah misi singkat di orbit rendah Bumi, di mana sebagian besar astronot terlindung dari radiasi, kata Porada. Efek gabungan gayaberat mikro dan radiasi dapat memperburuk risiko disfungsi kekebalan dan kanker.
Program Penelitian Manusia NASA dirancang untuk membuat misi luar angkasa seaman mungkin. Ini mengeksplorasi tidak hanya efek radiasi, tetapi juga kondisi gayaberat mikro, isolasi dan pengurungan di lingkungan terbatas yang jauh dari Bumi.
