1996 geschah bei der NASA etwas Bemerkenswertes. Die Zwillingsbrüder Mark und Scott Kelly wurden in die NASA aufgenommen. Markieren Sie sich als Shuttle-Pilot und Scott zumindest zunächst für den technischen Einsatz vor Ort. Schließlich wurden beide Brüder Astronauten. Sie sind die einzigen Geschwister, die beide im Weltraum waren.
Ob beabsichtigt oder nicht, Zwillingsbrüder gaben der NASA eine wichtige Gelegenheit. Sie könnten einen Zwilling als Kontrollgruppe verwenden und den anderen auf eine längere Mission ins All schicken. Dadurch konnte die NASA wichtige Untersuchungen zu den Auswirkungen der Raumfahrt auf den menschlichen Körper durchführen.
Im März 2016 kehrte Scott Kelly von einer einjährigen Mission (340 Tage) an Bord der Internationalen Raumstation zurück, während sein Bruder Mark auf der Erde blieb. Von jedem Bruder wurden vor und nach Scotts Zeit an Bord der ISS genetische Proben entnommen. Jetzt hat die NASA die vorläufigen Ergebnisse dieser beispiellosen Gelegenheit veröffentlicht.
Das Human Research Program der NASA führte die Studie durch und die Ergebnisse wurden in der Woche des 23. Januar auf ihrem Investigator's Workshop veröffentlicht. Das Thema dieses Workshops war Eine neue Morgendämmerung: Ermöglichung der Erforschung des menschlichen Weltraums. Obwohl die Studien noch nicht abgeschlossen sind, sind diese ersten Ergebnisse interessant.
Mike Snyder, der der Integrated Omics-Ermittler ist, berichtete über seine Ergebnisse. Er fand einen veränderten Lipidspiegel in Scott, dem Flugzwilling, der auf eine Entzündung hinweist. Er fand auch erhöhte 3-Indolepropionic (IPA) in Mark, dem Grundzwilling. IPA ist ein potenzielles Antioxidans-Therapeutikum für das Gehirn und hilft auch bei der Aufrechterhaltung eines normalen Insulinspiegels, um den Blutzucker nach den Mahlzeiten zu stabilisieren.
Telomere und Telomerase sind Teil des Chromosomensystems im menschlichen Körper. Susan Bailey berichtete, dass für Scott, den Flugzwilling, die Länge der Telomere seiner weißen Blutkörperchen im Weltraum zunahm. Normalerweise nehmen sie mit zunehmendem Alter ab. Einmal auf der Erde, begannen sie sich wieder zu verkürzen.
Telomerase, ein Enzym, das Telomere repariert, nahm bei beiden Brüdern im November zu, was mit einem stressigen Familienereignis zu dieser Zeit zusammenhängen könnte.
Mathias Basner untersucht die kognitive Leistung in der Raumfahrt, insbesondere den Unterschied in der Kognition zwischen einer 12-monatigen Mission und einer 6-monatigen Mission. Obwohl er nach der Mission eine leichte Abnahme der Geschwindigkeit und Genauigkeit feststellte, stellte er keinen wirklichen Unterschied in der Wahrnehmung zwischen 6-monatigen und 12-monatigen Missionen fest.
Scott Smiths Untersuchung der Biochemie zeigte eine Abnahme der Knochendichte in der zweiten Hälfte von Scotts Mission. Scott hatte auch erhöhte Konzentrationen eines biochemischen Markers für Entzündungen, als er zur Erde zurückkehrte.
Fred Turek berichtete über vorläufige Ergebnisse seiner Untersuchung der Bakterien im GI-Trakt (Mikrobiom), die die Verdauung unterstützen. Es gab viele Unterschiede in den Biomen der Zwillinge, aber das wurde aufgrund ihrer unterschiedlichen Ernährung und Umgebung erwartet. Es gab interessante Unterschiede in Scotts Biom zwischen seiner Zeit im Weltraum und seiner Zeit vor Ort. Das Verhältnis zwischen zwei dominanten Bakteriengruppen verschob sich während seiner Flugzeit im Vergleich zu seiner Bodenzeit.
Emmanuel Mignot untersuchte Veränderungen in den Körpern beider Zwillinge vor und nach einer Grippeimpfung. Beide Zwillinge zeigten nach dem Impfstoff erhöhte Spiegel an T-Zell-Rezeptoren, was die erwartete Immunantwort war.
Chris Mason führt mit seiner Untersuchung eine Genomsequenzierung an der DNA und RNA durch, die in den weißen Blutkörperchen der Zwillinge enthalten ist. Die RNA-Sequenzierung zeigte, dass über 200.000 RNA-Moleküle zwischen den Zwillingen unterschiedlich exprimiert wurden. Mason wird genauer hinschauen, um zu sehen, ob ein "Weltraumgen" aktiviert worden sein könnte, während Scott im Weltraum war.
Andy Feinberg untersucht, wie die Umwelt unsere Genexpression reguliert, die als Epigenomik bekannt ist. Scotts DNA der weißen Blutkörperchen zeigte während des Fluges eine verminderte chemische Modifikation und eine Rückkehr zur Normalität, sobald er wieder auf der Erde war. Das gleiche Niveau in Mark (dem Bodenzwilling) stieg in der Mitte der Studie an, kehrte dann aber zur Normalität zurück. Es gab eine Variabilität zwischen den Zwillingen, die als epigenetisches Rauschen bezeichnet wurde. Dieses Geräusch war bei Scott während seiner Raumfahrt höher und kehrte auf der Erde zu den Grundwerten zurück. Dies könnte darauf hinweisen, dass einige Gene empfindlicher auf die sich ändernde Umgebung der Raumfahrt reagieren als andere.
Es ist viel mehr Forschung erforderlich, um diese Ergebnisse wirklich zu verstehen. Sobald sie in Abstimmung mit anderen physiologischen, psychologischen und technologischen Untersuchungen betrachtet werden, wird das Bild klarer. Später im Jahr 2017 werden weitere Ergebnisse sowie einzelne Forschungsarbeiten gemeinsam veröffentlicht.
Ziel der NASA ist es, die Raumfahrt für Astronauten sicherer zu machen und Missionen effektiver und effizienter zu gestalten. Mit all den Gesprächen über Missionen zum Mars im nächsten Jahrzehnt kommen diese Ergebnisse zum perfekten Zeitpunkt.
