Est-il sécuritaire pour les humains d’aller dans l’espace? Les expériences de la Station spatiale internationale révèlent les dangers des futurs vols spatiaux

Les astronautes peuvent être exposés à des particules chargées à haute énergie provenant des rayons cosmiques galactiques et des événements de particules solaires, ainsi qu’à des protons et des neutrons secondaires après avoir quitté l’atmosphère protectrice de la Terre. Étant donné que les biomolécules, les cellules et les tissus ont des schémas d’ionisation différents de ceux du rayonnement terrestre, les conséquences biologiques associées sont mal comprises et le degré de danger impliqué est soumis à une énorme incertitude.

L’étude, qui a été menée sur des cellules de souris, a analysé l’impact du rayonnement spatial et aidera les scientifiques à mieux apprécier la sécurité et les risques des voyages spatiaux.

Une équipe internationale de scientifiques a mené une expérience à long terme à bord Station spatiale internationale Étudier l’effet du rayonnement spatial sur les cellules souches embryonnaires de souris. Leurs recherches aideront les scientifiques à évaluer plus précisément les risques et la sécurité des rayonnements spatiaux pour les futurs vols spatiaux habités.

L’équipe a récemment publié ses conclusions dans la revue Hélion.

Les chercheurs ont quantifié directement l’effet biologique du rayonnement spatial dans leur étude en transférant des cellules souches embryonnaires de souris congelées de la Terre à la Station spatiale internationale, en les exposant au rayonnement spatial pendant quatre ans et en mesurant l’effet biologique en évaluant les aberrations chromosomiques. . Les résultats de leur expérience montrent, pour la première fois, que l’effet biologique du rayonnement spatial est étroitement aligné sur les prédictions précédentes dérivées de la mesure physique du rayonnement spatial.

Des cellules souches embryonnaires de souris congelées ont été lancées de la Terre vers la Station spatiale internationale, stockées pendant une longue période, récupérées sur Terre et testées pour les aberrations chromosomiques. Crédit : Takashi Morita, OMU

Maintenant que les gens ordinaires peuvent voyager dans l’espace, la perspective de missions humaines prolongées vers des planètes lointaines telles que la Lune et[{ » attribute= » »>Mars is growing. However, space radiation continues to be a barrier to human exploration. In-depth research has been done by scientists to measure the physical doses of space radiation and better understand how it affects the human body. However, since most previous studies were done on the ground rather than in space, the findings were subject to uncertainty, given that space radiation consists of many different types of particles with varying energies and astronauts are continually irradiated at low dosage rates. On Earth, the space environment cannot be precisely reproduced.

“Our study aims to address the shortcomings of previous ground-based experiments by performing a direct quantitative measurement of the biological effect of space radiation on the International Space Station and comparing this real biological effect with physical estimates in the ground-based experiments,” said Takashi Morita, a professor at the Graduate School of Medicine, Osaka Metropolitan University. “The findings contribute to reducing uncertainties in risk assessments of human space flights.”

The team prepared about 1,500 cryotubes containing highly radio-sensitized mouse embryonic stem cells and sent them to space. Their study was complex in its scope, with seven years of work before launch, four years of work after launch, and five years for analysis. “It was difficult to prepare the experiment and to interpret the results, but we successfully obtained quantitative results related to space radiation, meeting our original objective,” said Professor Morita.

Looking ahead, the researchers hope to take their studies a step further. “For future work, we are considering using human embryonic stem cells rather than mouse embryonic stem cells given that the human cells are much better suited for human risk assessment, and it is easier to analyze chromosome aberrations,” said Professor Morita.

Future studies might also include launching individual mice or other experimental animals to analyze their chromosome aberrations in space. “Such experiments in deep space can further contribute to reducing uncertainties in risk assessments of prolonged human journeys and stays in space,” concluded Professor Morita.

Reference: “Comparison of biological measurement and physical estimates of space radiation in the International Space Station” by Kayo Yoshida, Megumi Hada, Akane Kizu, Kohei Kitada, Kiyomi Eguchi-Kasai, Toshiaki Kokubo, Takeshi Teramura, Sachiko Yano, Hiromi Hashizume Suzuki, Hitomi Watanabe, Gen Kondoh, Aiko Nagamatsu, Premkumar Saganti, Francis A. Cucinotta and Takashi Morita, 17 August 2022, Heliyon.
DOI: 10.1016/j.heliyon.2022.e10266

The study was funded by the Japan Aerospace Exploration Agency, the Japan Space Forum, and the Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology of Japan.