DÜNYANIN ÖTESİNDE DOKU YENİLEME ARAŞTIRMALARI (RODENT RESEARCH)

Uzay uçuşları; insan vücudunda ve kemirgenlerde kemik kaybı, iskelet kası kütlesi ve güç kaybı, kardiyovasküler kondisyon kaybı, bağışıklık sisteminde fonksiyon bozuklukları gibi çeşitli farklı durumlar ortaya çıkarır. Buna rağmen azalmış yerçekimi hücre çoğalması ve yayılmasını indükler, bu anlamda da doku rejenerasyon mekanizması için aslında güçlü bir ortam oluşturur.

Yakın zamanda bu konuyla ilgili olarak NASA’nın yayınladığı bir blog yazısı olan doku rejenerasyon araştırmalarını ve uzay biyolojisini birlikte incelemeye ne dersiniz?

Bu yazılarda verilen bilgilere göre Uluslararası Uzay İstasyonu (ISS)’nda bulunan 4 astronot, uzay ortamında doku rejenerasyonunu etkileyen biyolojik değişiklikleri belirleyebilmek amacıyla gelişmiş bir çalışma (Rodent Research-22 (RR-22)) yaptılar. Rodent Research-22 çalışmasında, fareler üzerinde mikro yerçekimi ve radyasyonun deri iyileşmesindeki etkileri, ayrıca bu faktörlerin genel etkileri araştırıldı.

NASA astronotu ve Expedition 65 Uçuş Mühendisi Megan McArthur, ISS’daki Yaşam Bilimleri Eldiven Kutusu’nda Kardinal Kası soruşturması üzerine çalışıyor. Kaynak:https://roundupreads.jsc.nasa.gov/pages.ashx/1800/Station%20Science%20Top%20News%20Nov%204%202021

Eylül ayının başında yayımlanan bir yazıya göre, 4 NASA astronotu; Kjell Lindgren, Bob Hines, Jessica Watkins ve ESA (Avrupa Uzay Ajansı)’ndan Samantha Cristoforetti, Kibo’nun Yaşam Bilimleri Eldiven Kutusu’nu kullanarak biyopsi, dikiş atelleri, yara pansumanı gibi cerrahi tekniklerini uyguladılar. Günlük raporda verilen bilgilere göre bu dörtlü, uzay ve dünyanın sağlık koşullarını iyileştirmeye yönelik biyomedikal araştırmaya devam edecek.

Rodent Research-22 çalışmasında uzay uçuşunda denek olarak kullanılan farelerden elde edilen bulgular, uzay uçuşuna özgü durumlar hariç, aynı muameleyi gören yerdeki gruplar ile kıyaslanarak yapılır. Uçuş sırasında, sonrasında ve yerde cildi kusurlu hayvanlar arasında lokal ve sistemik moleküler bozulmalar tanımlanır. Buna ek olarak araştırmada uzun dönemli uzay uçuşu şartlarında radyasyona maruz kalma gibi durumlardan ötürü cilt, kan ve diğer vücut dokularında RNA, DNA stabiliteleri üzerindeki etkiler de incelenmektedir.

Kaynak:https://www.nasa.gov/press-release/nasa-challenge-aims-to-grow-human-tissue-to-aid-in-deep-space-exploration

Rodent Research-17

Bunun dışında bu konuda yapılan birçok çalışmadan bir diğeri olan Rodent Research-17 (RR-17)’de ise uçuş ortamının yarattığı hücresel, fizyolojik, moleküler etkileri görebilmek adına 20 genç ve 20'si yaşlı olmak üzere 40 fare gruplara bölünerek bir grup 30 günlüğüne, diğer grup ise 60 günlüğüne Uluslararası Uzay İstasyonu’na gönderilir. Daha sonra ise dünyadaki kontrol grubuyla kıyaslamak için dünyaya dönen farelerden doku örnekleri alınarak süreç işlemektedir.

Rodent Research-4

Rodent Research-4 (CASIS) ise doku rejenerasyon mekanizması dışında kemik iyileşmesi hakkında da bilgi edinebilmemizi amaçlayan bir çalışmadır. Çalışmada düşük yerçekiminin doku rejenerasyonu sürecini ve ilaç etkinliğini etkileyip değiştirebileceği belirtilmiştir. Ayrıca bu çalışma için uçuş öncesinde kemirgenlerin femurlarına bir ameliyat yapılır ve iyileşme süreci uzay ve dünya ortamlarında gözlenir.

Uzayda, iskeletin mekanik yükü azalır. Bu da her iki iskelet kasında da belirgin atrofi ile sonuçlanır. Bununla beraber bildirilen kayıplara ek olarak astronotlarda D vitamini seviyelerinde azalma da gözlenir. Bunların tümü hem düşme hem de kırılma için bilinen bağımsız risk faktörleridir. Önemli olarak, tahmine dayalı modeller, mikro yerçekimine veya kısmi yerçekimine (Ay veya Mars) maruz kalan astronotların, dünyadaki insanlardan daha yüksek bilek, femur boynu ve lomber omurga kırığı riskine sahip olacağını göstermiştir. Uzun süreli uzay uçuşları sırasında, bu kırıklar kesinlikle görev başarısını tehlikeye atabilir ve yaralı astronot için önemli sağlık sorunlarına neden olabilir. Bu nedenle, mikro yerçekimi ortamlarında hem uzay uçuşunun iskelet üzerindeki etkilerini hem de kırık iyileşmesinin iskelet üzerindeki sistemik etkilerini incelemek önemlidir.

Özetle

Cildin nasıl iyileştiği ve bitkilerin uzayda nasıl büyüdüğü, Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki kritik araştırma konularıdır. Mikro yerçekiminde cildin daha hızlı yaşlanmasıyla birlikte araştırmacılar, hem astronotlar hem de Dünyalılar için yara iyileştirme tedavilerini ilerletebilecek uzay kaynaklı moleküler süreçleri anlamaya çalışırlar.

Ayrıca dünyadaki bilim insanları da, ağırlıksız ortamda bu rejenerasyon esnasında ortaya çıkan moleküler mekanizmaları belirlemeye çalışıyorlar. Yapılan gözlemler ve çalışmalar, uzay ortamında hızlanan cilt yaşlanmasının iyileştirilmesinin ve dünyada daha iyi yara iyileştirilmesinin sağlanmasında yeni bir terapötik yaklaşımın gelişebilmesine dahi katkıda bulunabilir.

Kaynakça

1. Garcia M. (2022,08,23). Tissue Regeneration Research Benefits Humans On and Off the Earth. NASA Blogs Home. https://blogs.nasa.gov/spacestation/2022/08/23/tissue-regeneration-research-benefits-humans-on-and-off-the-earth/
2. Garcia M. (2022,08,24). Space Biology, Psychology Studies Help NASA Plan Future Missions. NASA Blogs Home. https://blogs.nasa.gov/spacestation/2022/08/24/space-biology-psychology-studies-help-nasa-plan-future-missions/
3. Hammamieh R. (2021–2023). Rodent Research-22 (RR-22). Space Station Research Explorer on NASA.gov. https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=8227
4. Roberts M. (2019–2020). Rodent Research-17 (RR-17). Space Station Research Explorer on NASA.gov. https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=7992
5. Hammamieh R. (2016–2017). Tissue Regeneration-Bone Defect (Rodent Research-4 (CASIS)). Space Station Research Explorer on NASA.gov. https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=1764
6. Garcia M. (2022,09,01). Crew Preps for Friday Spacewalk and Conducts Skin Healing Research. NASA Blogs Home. https://blogs.nasa.gov/spacestation/2022/09/01/crew-preps-for-friday-spacewalk-and-conducts-skin-healing-research/
7. Zamarioli, A., Campbell, Z. R., Maupin, K. A., Childress, P. J., Ximenez, J. P. B., Adam, G., Chakraborty, N., Gautam, A., Hammamieh, R., & Kacena, M. A. (2021). Analysis of the effects of spaceflight and local administration of thrombopoietin to a femoral defect injury on distal skeletal sites. Npj Microgravity, 7(1), 12. https://doi.org/10.1038/s41526-021-00140-0
8. KARTAL, T., & AKTAŞ, R. G. (2016). Sınırların Ötesindeki Kök Hücre Çalışmaları. Maltepe Tıp Dergisi, 8(3), 36–39. https://dergipark.org.tr/en/download/article-file/954019
9. Dadwal, U. C., Maupin, K. A., Zamarioli, A., Tucker, A., Harris, J. S., Fischer, J. P., Rytlewski, J. D., Scofield, D. C., Wininger, A. E., Bhatti, F. U. R., Alvarez, M., Childress, P. J., Chakraborty, N., Gautam, A., Hammamieh, R., & Kacena, M. A. (2019). The effects of spaceflight and fracture healing on distant skeletal sites. Scientific Reports, 9(1), 11419. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47695-3