Het lijkt erop dat T-cellen door de gewichtloosheid van de ruimte worden aangetast. En dat verklaart waarom astronauten minder goed infecties kunnen bestrijden.
Hoe fascinerend ruimtereizen ook zijn, ze zijn niet zonder gevaar. De volgende stap in de verkenning van het heelal zijn menselijke missies naar de maan en Mars. Maar dat gaat ons vege lijf niet in de koude kleren zitten. Ondertussen weten we maar al te goed dat de ruimte een uiterst vijandige omgeving is die een bedreiging vormt voor de menselijke gezondheid. Zo is het bijvoorbeeld bekend dat het immuunsysteem in de ruimte niet bijzonder goed functioneert. Om de menselijke ruimtemissies tot een succes te maken, is het belangrijk dat we hier meer over leren. En onderzoekers denken dit zorgwekkende fenomeen nu te kunnen verklaren.
Immuunsysteem
De laatste jaren stapelt het bewijs dat astronauten tijdens ruimtereizen te kampen hebben met een verzwakt immuunsysteem zich op. “Dit kan hen vervolgens kwetsbaarder maken voor infecties,” vertelt onderzoeker Lisa Westerberg in een e-mail aan Scientias.nl. “Ook kan een inactief virus in het lichaam ineens weer de kop op steken.” Astronauten aan boord van het internationale ruimtestation hebben bijvoorbeeld opvallend vaak te maken met huidproblemen. Zo maken ze vaak melding van een droge, rode en jeukende huid. En huidinfecties leiden soms tot pusvormende wonden op bijvoorbeeld de polsen, vingers en voeten. Ook luchtwegaandoeningen komen regelmatig voor. Denk aan een verstopte neus, ontsteking van het neusslijmvlies, niesen en keelontsteking. En naast de luchtwegen worden ook andere delen van het lichaam vatbaarder voor infecties. Zo hebben astronauten bijvoorbeeld ook vaak last van blaasontstekingen.
Terug op aarde
Het lijkt er dus op dat het immuunsysteem van astronauten om de één of andere reden verandert terwijl ze zich in de gewichtloosheid van de ruimte bevinden. En het zorgwekkende is dat sommige veranderingen blijven bestaan na terugkeer op aarde. “Dit resulteert in terugkerende infecties, hematologische aandoeningen, huidinfecties, maag- en darmklachten en auto-immuunziekten,” somt Westerberg op. Op dit moment begrijpen onderzoekers nog niet helemaal waarom het immuunsysteem na een verblijf in de ruimte verandert. “Als astronauten veilige ruimtemissies willen kunnen uitvoeren, moeten we begrijpen hoe en waarom hun immuunsysteem wordt beïnvloed,” merkt Westerberg op. “We moeten manieren proberen te vinden om schadelijke veranderingen tegen te gaan.”
Experiment
In een poging daartoe hebben onderzoekers geprobeerd de gewichtloosheid van de ruimte te simuleren met behulp van een methode die ‘droge onderdompeling’ wordt genoemd. Dit wordt gebruikt als een op de grond gebaseerd model om gewichtloosheid na te bootsen.
“We maken hierbij gebruik van een op maat gemaakt waterbed,” legt Westerberg uit. “Door een proefpersoon hierin te plaatsen, denkt het lichaam dat het zich in een gewichtsloze toestand bevindt. Vervolgens onderzochten we de T-cellen in het bloed van acht gezonde deelnemers over een tijdspanne van drie weken.”
T-cellen vormen een essentieel onderdeel van het immuunsysteem. Het zijn in feite een type witte bloedcellen die gespecialiseerd zijn in het herkennen van met virus geïnfecteerde cellen. T-cellen zijn dus afweercellen en ruimen een infectie als het ware op.
De onderzoekers bestudeerden in hun studie dus hoe T-cellen worden beïnvloed door gewichtloosheid. En uit de gegevens blijkt dat de genexpressie – dus welke genen actief zijn en welke niet – van T-cellen na zeven tot veertien dagen aanzienlijk verandert. Het lijkt erop dat de afweercellen ‘vergeetachtig’ worden. “De cellen worden eigenlijk steeds een beetje onvolwassener,” aldus Westerberg. “Het grootste effect merkten we na veertien dagen op.”
Naïeve T-cellen
De cellen begonnen te lijken op zogenaamde naïeve T-cellen; exemplaren die nog geen indringers zijn tegengekomen. “Dit zou kunnen betekenen dat het langer duurt voordat ze geactiveerd worden,” zegt Westerberg. “Hierdoor zijn ze minder effectief in het bestrijden van tumorcellen en infecties.” Na 21 dagen waren de T-cellen ‘gewend geraakt’ aan de gewichtloosheid, waardoor hun genexpressie bijna weer normaal was geworden. Maar analyses zeven dagen na het einde van het experiment toonden aan dat een gebrek aan zwaartekracht toch iets teweeg had gebracht: sommige veranderingen waren toch weer teruggekomen.
Astronauten
De studie verschaft meer inzicht in hoe T-cellen en hun genexpressie worden aangetast door ruimtereizen. Bovendien verklaren de resultaten waarom astronauten vatbaarder zijn voor infecties en de heropleving van inactieve virussen. “Het effect treedt waarschijnlijk op in alle immuuncellen,” vermoedt Westerberg, “al moet dit nog wel verder worden onderzocht.”
Toekomstige ruimtemissies
De ontdekking lijkt misschien slecht nieuws voor toekomstige bemande missies naar de maan en Mars. Verschillende ruimteorganisaties spelen al een tijdje met het idee om deze hemellichamen te gaan bewonen. En die plannen worden onderhand steeds concreter. Toch ziet Westerberg haar bevindingen niet als een slechte boodschap, maar juist als de opmaat naar de oplossing. “De mensheid heeft een sterke drang om de geheimen van het heelal te ontsluiten,” zegt ze. “We hopen dat ons onderzoek kan helpen identificeren wat er nodig is om de veiligheid van bemanningsleden te waarborgen tijdens lange ruimtemissies naar de maan en Mars.”
Bovendien is de onderzoeker van mening dat er iets kan worden gedaan om ervoor te zorgen dat het menselijk lichaam in staat blijft zich te verdedigen tegen ziekteverwekkers in de ruimte. “Er wordt momenteel al gezocht naar veranderingen in immuuncellen die het doelwit kunnen zijn van zogenaamde biologische verbindingen, die worden gebruikt om kanker, auto-immuunziekten en allergieën te bestrijden,” licht Westerberg toe. “Onze gegevens identificeren enkele interessante kandidaat-eiwitten die al het doelwit zijn van lopende klinische onderzoeken. Wij denken daarom dat dit onderzoek de weg kan vrijmaken voor nieuwe behandelingen die de ontdekte veranderingen in het ‘genetische programma’ van immuuncellen ongedaan maken.”
