Bisakah kita melindungi otak dari radiasi kosmik?
Saat kita bersiap untuk memasuki era baru perjalanan luar angkasa, kita harus menemukan cara untuk menghindari risiko kesehatan yang ditimbulkan oleh lingkungan kosmik. Radiasi luar angkasa, khususnya, diketahui merusak fungsi kognitif. Sudahkah peneliti menemukan cara untuk memperbaiki kerusakan itu?
Ini adalah malam pengiriman astronot untuk menjelajahi luar angkasa, menjajah dan membentuk planet lain, dan merencanakan wisata luar angkasa.
Tapi perjalanan luar angkasa memiliki risiko kesehatannya sendiri.
Salah satu ancaman utama berasal dari radiasi kosmik, yang dapat merusak sistem saraf pusat, mengubah fungsi kognitif, dan menyebabkan gejala yang mirip dengan yang ditemukan pada penyakit Alzheimer.
Dengan misi penjajahan mereka ke Mars yang direncanakan pada tahun 2030-an, NASA - serta perusahaan swasta yang tertarik dengan konsep perjalanan luar angkasa - telah mencari cara yang efektif untuk melindungi astronot dari bahaya radiasi.
Sejauh ini, para peneliti berfokus terutama pada bagaimana meningkatkan pesawat ruang angkasa dan pakaian pelindung bagi para pelancong luar angkasa untuk menangkis radiasi yang kuat ini.
Sekarang, bagaimanapun, para peneliti dari University of California, San Francisco - dipimpin oleh Susanna Rosi - telah mulai mengembangkan pengobatan yang dapat mengimbangi degenerasi saraf yang dipicu oleh sinar kosmik.
Hasil eksperimen mereka, yang mereka lakukan pada model tikus, sekarang dipublikasikan di jurnal Laporan Ilmiah.
'Radiasi kosmik dapat mempengaruhi otak dalam jangka panjang'
Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Rosi dan tim menemukan bahwa, setelah tikus terpapar pada tingkat radiasi yang kira-kira setara dengan apa yang mungkin ditemui astronot manusia selama misi luar angkasa, kapasitas mereka untuk membedakan antara objek yang akrab dan yang tidak dikenal menjadi terganggu.
Biasanya, ketika tikus dihadapkan pada dua objek - satu yang baru dan tidak mereka ketahui dan satu yang sebelumnya mereka jelajahi - mereka akan menghabiskan lebih banyak waktu untuk membiasakan diri dengan objek baru tersebut.
Namun, hewan yang telah terpapar radiasi cenderung menghabiskan jumlah waktu yang sama untuk menjelajahi kedua objek, yang menunjukkan kepada para peneliti bahwa tikus lupa bahwa mereka telah terpapar salah satu dari keduanya.
Gejala lain yang ditunjukkan tikus termasuk masalah dengan interaksi sosial dan rasa kecemasan yang meningkat. Rosi dan tim mencatat bahwa ini kemungkinan karena efek radiasi yang kuat terhadap mikroglia, atau sel saraf yang ditemukan di otak dan tulang belakang yang merupakan bagian dari mekanisme kekebalan sistem saraf pusat.
Ketika mikroglia diaktifkan, mereka dapat menyebabkan gejala - seperti gangguan ingatan - yang konsisten dengan gangguan neurodegeneratif.
Ini sebagian karena fakta bahwa mereka didorong untuk menghancurkan sinapsis, atau hubungan yang terbentuk antara sel-sel otak yang memungkinkan mereka menyampaikan informasi.
“Kami mulai memiliki bukti bahwa paparan radiasi luar angkasa dapat memengaruhi fungsi otak dalam jangka panjang, tetapi sejauh yang saya tahu, tidak ada yang menyelidiki kemungkinan tindakan pencegahan yang mungkin melindungi otak astronot terhadap tingkat paparan radiasi ini. ”
Susanna Rosi
Senyawa baru menunjukkan janji
Dalam studi baru, Rosi dan koleganya berkolaborasi dengan peneliti dari Loma Linda University di California untuk menemukan terapi yang dapat menangkal efek radiasi pada otak.
Mereka memulai dengan eksperimen serupa pada tikus, di mana mereka terpapar dengan dosis radiasi yang serupa dengan yang mungkin memengaruhi penjelajah ruang angkasa yang dalam.
Setelah seminggu, tikus diberi diet teratur dan terkontrol selama 15 hari, atau yang termasuk perawatan dengan senyawa eksperimental yang disebut PLX5622.
Diet PLX5622 bekerja dengan menipiskan mikroglia di sistem saraf pusat. Dalam penelitian sebelumnya, pengobatan PLX5622 telah terbukti melindungi fungsi kognitif pada tikus yang terpapar radiasi kranial sebagai bentuk terapi kanker. Rosi dan tim mengambil isyarat dari hasil ini.
Eksperimen terbaru juga membuahkan hasil yang menggembirakan. Pertama, para ilmuwan memperhatikan bahwa, meskipun pada awalnya mereka tidak menunjukkan gangguan kognitif, dalam waktu 3 bulan sejak penyinaran awal, tikus diet kontrol menunjukkan pengenalan objek baru yang terganggu.
Namun, tikus yang telah menerima terapi PLX5622 tidak menunjukkan kerusakan pada daya ingat seperti itu.
Dalam membandingkan otak tikus dari setiap kelompok, para peneliti mengungkapkan bahwa otak dari kelompok kontrol menampilkan banyak mikroglia yang diaktifkan dan telah kehilangan banyak sinapsis, sedangkan dari kelompok terapi PLX5622 tampak sehat.
Kenapa ini? Rosi dan timnya percaya bahwa dengan memaksa sistem saraf pusat untuk menghilangkan mikroglia yang aktif, sel-sel saraf baru yang sehat datang untuk menggantikannya, memungkinkan tikus untuk mempertahankan fungsi kognitif normal.
“Ini adalah bukti yang sangat bagus, pertama bahwa menyalakan ulang mikroglia otak dapat melindungi fungsi kognitif setelah paparan radiasi, dan kedua bahwa kita tidak perlu segera mengobatinya setelah paparan radiasi agar obat tersebut efektif,” jelas Rosi.
Namun, para peneliti bersemangat tidak hanya tentang potensi terapi eksperimental ini untuk para pelancong luar angkasa. Obat yang memanfaatkan mekanisme serupa seperti PLX5622 sudah diuji dalam uji klinis untuk pengobatan kanker.
Ini berarti bahwa obat-obatan tersebut mungkin cocok untuk masalah yang lebih luas, termasuk gangguan kognitif setelah pengobatan kanker.
"NASA sangat tertarik menemukan cara untuk memastikan keselamatan astronot dan keberhasilan misi selama perjalanan luar angkasa yang dalam," catat rekan penulis studi Karen Krukowski
“Tapi,” dia menambahkan, “astronot adalah populasi kecil - sangat menarik bahwa temuan ini berpotensi membantu mencegah banyak bentuk gangguan kognitif lainnya.”
