Experiment met tweeling in de ruimte afgelopen: kunnen we straks naar Mars zonder kanker te krijgen?

Experiment met tweeling in de ruimte afgelopen: kunnen we straks naar Mars zonder kanker te krijgen?

Foto: AP

De resultaten van een opmerkelijk experiment zijn binnen. De ene helft van een tweeling astronauten, Scott Kelly, heeft een jaar in het ISS geleefd en gewerkt, terwijl de andere helft, Mark Kelly, op aarde bleef. Gezien ze een eeneiige tweeling zijn, bood dit een uitgelezen kans om accuraat te meten wat een jaar in de ruimte doet met een mens.

De ruimte is geen ponykamp. Ruimtestraling, gewichtloosheid, amper bewegingsruimte, een gelimiteerd dieet van papjes, sapjes en ander gedehydrateerd voedsel… het doet wat met een mens. De verkorte levensduurte van astronauten, verminderde spiermassa en verhoogde kans op kanker: dat is allemaal ‘anekdotisch’ vastgesteld. Maar hoe schadelijk precies een ruimtereis voor het menselijk lichaam is, is tot nu nooit echt onderzocht.

Experiment met tweeling in de ruimte afgelopen: kunnen we straks naar Mars zonder kanker te krijgen?

Tweelingbroers én astronauten

Om die reden heeft NASA beroep gedaan op Scott en Mark Kelly, identieke tweelingbroers. Scott is nog steeds astronaut, Mark hing zijn ruimtepak aan de haak om een gooi te doen naar een zitje in de Amerikaanse Senaat.

De opzet van het experiment is eenvoudig: Scott gaat gedurende 340 dagen in het ISS zitten. Mark blijft op aarde. Gezien ze genetisch identiek zijn, kan Mark dienst doen als ‘controle-individu’.

Voor, tijdens en na de reis werd Kelly onderworpen aan een batterij fysieke (bloed, urine, stoelgang...) en psychologische/cognitieve testen. Zijn resultaten werden naast die van Mark gelegd om correct in te schatten hoe schadelijk de ruimte nu wel niet is.

Aanpassingsvermogen

En wat blijkt? “De resultaten zijn verassend positief”, zegt professor Christopher Mason, een van de auteurs van de studie aan technologiewebsite The Verge. Volgens hem is astronaut Scott een van de beste voorbeelden van menselijke “plasticiteit en aanpassingsvermogen die we ooit gezien hebben”. Een menselijk lichaam gaat op fysiek, cel- en genetisch niveau anders functioneren in de ruimte, maar het gros van die veranderingen werden snel teruggedraaid eens Scott terug op aarde landde.

Afvallen, maar ‘dikker’ hoornvlies

In de ruimte is Scott afgevallen. Ook moest hij meer urineren en kreeg hij vaak last van dehydratatie. De opmaak van zijn microbioom en zijn immuunsysteem ondergingen een transformatie.

Experiment met tweeling in de ruimte afgelopen: kunnen we straks naar Mars zonder kanker te krijgen?

Eens terug op aarde verdwenen die problemen als sneeuw voor de zon. Zo kwamen de verloren ruimtekilo’s er snel terug aan. Ook zijn veranderd immuunsysteem bleek nog performant. Het duurde lang eer het terug ‘normaal’ functioneerde, maar ondanks dat bleek een griepvaccin (dat hij op aarde kreeg) effectief. Dat doet vermoeden dat ook in ‘ruimtemodus’ zijn immuunsysteem in staat was te doen wat moet: infecties bestrijden.

Door de gewichtloosheid, werden zijn hoornvliezen dikker en was er sprake van bloedophoping achter zijn ogen, wat op termijn tot oogproblemen zou kunnen leiden. Ook was er sprake van een verdikking van de halsslagader, wat kan leiden tot hartproblemen.

DNA en cognitieve achteruitgang

In de ruimte gedroeg het genoom van Scott zich anders dan op aarde. In totaal was er sprake van verandering bij 1.400 genen. De veranderingen in ‘gen-expressie’ waren vermoedelijk te wijten aan gewichtloosheid. Zo zullen de genen die instaan voor de aanmaak van spiermassa deels uitgeschakeld worden of minder tot expressie komen vanwege het gebrek aan zwaartekracht in de ruimte. Halverwege het experiment begonnen ook genen, die instaan voor het immuunreacties en hoe ons lichaam om moet gaan met DNA-schade, zich anders te gedragen, wat de onderzoekers wel zorgen baarde.

Experiment met tweeling in de ruimte afgelopen: kunnen we straks naar Mars zonder kanker te krijgen?

Ook verassend was dat de telomeren, de uiteindes van de chromosonen van Scott, langer werden. Ze doen dienst als ‘stopper’ aan het uiteinde van een chromosoom, om te vermijden dat ze uitrafelen, “net als het plastiekje aan het uiteinde van een veter”, zegt professor Susan Bailey. Normaliter krimpen telomeren als gevolg van ouderdom of door DNA-schade. In de ruimte werden die van Scott tegen alle verwachtingen in langer. Eens terug op aarde, krompen ze weer tot hun oorspronkelijke lengte.

Qua DNA-schade ging Scott er wel sneller op achteruit dan zijn broer. De ruimtestraling heeft dus wel degelijk een nefast effect. Verhoogde DNA-schade vergroot de kans op genetische aandoeningen en kanker.

Ook problematisch zijn de effecten van de ruimte op het brein. De cognitieve capaciteiten (logisch redeneren, geheugen, risico-inschatting etc.) van Scott zijn merkbaar slechter dan voor zijn verblijf aan boord van het ISS. “Er is sprake van een relevante cognitieve daling, maar het is niet van die aard dat hij niet meer normaal zou kunnen functioneren”, zegt professor Matthias Benner die de tests leidde. Het is niet duidelijk of deze achteruitgang te wijten is aan pakweg lange tijd gewichtloosheid, straling of de brute omschakeling van gewichtloosheid naar de zwaartekracht van de aarde.

Kanttekeningen

Er zijn dus ook wat kanttekeningen in deze studie. Zelfs al werden twee genetisch identieke individuen onderzocht, is dit een te kleine steekproef om de resultaten te veralgemenen naar andere astronauten. “We kunnen helaas geen grote algemene conclusies trekken”, zegt Petra Illig, arts gespecialiseerd in ruimtegeneeskunde. Maar dat wil niet zeggen dat dit experiment een PR-stunt was, verre van. “Er gebeuren enorm veel dingen, op microscopisch en zelfs moleculair niveau die we door en door moeten begrijpen eer we mensen kunnen uitzenden om planeten te gaan koloniseren.”

Experiment met tweeling in de ruimte afgelopen: kunnen we straks naar Mars zonder kanker te krijgen?
Foto: BELGAIMAGE
Corrigeer

POPULAIRE VIDEO'S