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OMNI的科学家Szewczyk合作提出了一项可能彻底改变太空医学的提议, 改善宇航员健康

通常是在研究太空中发生的分子和生物变化时, 比如啮齿类动物, 蠕虫, 酵母被用来研究长时间太空飞行的影响和后果,以了解微重力如何影响太空中的人类. 然而,俄亥俄州的Nate Szewczyk博士说.D., 和来自世界各地的其他几位研究人员发表了一篇论文,为欧洲航天局提出了一个项目,该项目可能会通过定期从宇航员身上收集宇航员的生物样本,并使用尖端技术来了解对他们基因的影响,从而彻底改变太空医学, 信使核糖核酸, 蛋白质, 代谢物(通常被称为“组学”技术). 

这篇论文, 题为“常规组学收集是欧洲人类在空间和模拟环境研究的黄金机会”,发表在该杂志上 模式, 详细介绍组学分析如何准备改变太空医学和改善宇航员的职业保健. 该论文的作者预计,组学分析将改善宇航员的健康状况,降低太空飞行风险, 这可能会增加更雄心勃勃的任务的成功率,比如火星之旅. 这组研究人员继续在论文中强调了应该采取的协作步骤,以设计一个标准化的数据资源,随着数据和科学的发展,该资源可以在未来几年使用.

“我们一直在游说一项常规组学收集计划,使其成为欧洲航天局宇航员标准措施的一部分,谢维奇克说. “通过恢复和分析这些数据, 我们有机会进一步研究为被送上太空的人提供个性化医疗的最佳做法.”

美国国家航空航天局进行了一项双胞胎研究,该组织对一个人进行了分子分析,这表明使用大数据方法来了解宇航员的健康是可能的. 在NASA的研究中, 他们在飞行前测量了宇航员的健康状况, 在飞行中, 并在飞行后收集他们的健康信息,以及这些信息在太空中的波动情况. 在能够分析并看到这个大数据集的效用之后, NASA决定让它成为未来的标准方法.

“我们利用美国宇航局制定这一标准做法,因为我们觉得这是其他太空机构需要解决的问题,以确保他们找到最好的方法来保护宇航员在太空中的健康,谢维奇克补充道.

谢奇克的一位同事,布赖恩·克拉克博士.D., 他是俄亥俄州肌肉骨骼和神经学研究所(OMNI)的主任,他指出:“这是天体生物学领域令人兴奋的时刻. 几十年来,我们已经知道,太空飞行对人类健康构成重大风险,而且长时间太空飞行对每个人的生理影响差别很大. 如果你看一下在国际空间站呆了六个月的十个人, 你会看到人们在肌肉和骨质流失等方面的反应有很大的不同. 有些人经历了惊人的损失,而另一些人则好得多. 组学技术的出现显然是我们了解这种可变性的原因并真正推进个性化太空医学的最佳选择. 从这类研究中获得的知识远远超出了外层空间的范围,并对传统医学产生影响, 比如理解受伤后长时间不使用的影响, 整形外科手术, 和疾病. 很高兴看到这一行动呼吁,我们为内特在太空医学领域的地位和影响力感到非常自豪.”

共同撰写这篇论文的团队由科学家组成, 包括Szewczyk, 谁的工作重点是空间组学. 他们的任务是研究美国宇航局是如何决定采用组学方法来了解宇航员在太空中的分子和生物影响的,以及欧洲航天局是否应该效仿这一措施.

除了确定这种做法是否对其他空间机构有益之外, 收集哪些数据类型, 使用哪种抽样方法, 在哪个时间点, 他们也在研究用多组学方法可以测量什么, 比如宇航员的基因组和正在表达的基因, 有什么代谢物存在, 蛋白质有什么变化吗, 和更多的.

“多亏了科学的创新, 而不是测量模型并将数据传递给人类, 我们现在能够测量人,观察个人的基因组,并预测他们的基因组是否有患癌症或糖尿病的风险, 或者一种特定的药物是否对他们有效取决于他们的基因组,谢维奇克说. “这是一个机会,可以采用同样的现代分子医学方法,并将其用于宇航员身上,以识别潜在的健康风险. 这比使用模型更有意义,也是所有太空机构了解并说他们送入太空的宇航员现在和将来都是安全的真正机会.”

同时为日常组学收集如何改善宇航员的健康提供见解, 研究小组还评估了与欧洲宇航员和航天参与者的组学数据相关的伦理和法律考虑, 其目标是创造一种政策环境,在这种环境中,数据可以尽可能地开放,以最大限度地发挥科学潜力,但又尽可能地封闭,以保护数据主体.

szzewczyk是骨科传统基金会Ralph S. Licklider, D.O. 传统骨科医学院俄亥俄肌肉骨骼和神经学研究所分子医学特聘教授和首席研究员. 他之前 将蠕虫送入太空, 分析它们在太空中发生了什么变化,并将太空中的基因表达与啮齿动物和宇航员进行比较, 寻找变化中的共性,比如让肌肉发挥功能的蛋白质和让细胞产生能量的蛋白质. 他目前正在追踪过去两次飞行的发现,计划在未来几年内飞往国际空间站进行两次新的调查.

发表
2022年7月29日
作者
萨曼莎·佩勒姆
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