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Ainda é um vislumbre do futuro: os astronautas poderiam ser colocados em hibernação artificial e, nesse estado, estariam mais bem protegidos da radiação cósmica. Atualmente, já existem abordagens promissoras para acompanhar tais considerações. Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Departamento de Biofísica do GSI Helmholtzzentrum em Darmstadt agora encontrou indicações decisivas dos possíveis benefícios da hibernação artificial para a resistência à radiação. Os parceiros de pesquisa da Alemanha, Japão, Itália, Reino Unido e Estados Unidos publicaram recentemente seus resultados em Relatórios Científicosuma revista do Nature Publishing Group.
Os cientistas chamam o estado em que os animais em hibernação entram, torpor. Nesse estado, as funções de suporte à vida de um organismo são reduzidas: a temperatura do corpo é reduzida, o metabolismo é reduzido e as funções do corpo, como frequência cardíaca e respiratória ou absorção de oxigênio, são significativamente reduzidas. No nível molecular, a atividade gênica e a biossíntese de proteínas também são reduzidas a um ritmo mais lento. No estudo agora publicado sobre torpor sintético (ou seja, uma espécie de hibernação produzida artificialmente) e proteção contra radiação ionizante, os cientistas demonstraram efeitos biológicos sugerindo que o torpor sintético aumenta a resistência à radiação. Uma prova que pode ser muito útil a longo prazo para os astronautas.
A radiação espacial é reconhecida como um dos principais riscos à saúde para a exploração espacial humana. Os efeitos nocivos da radiação espacial são um grande desafio, especialmente para futuras missões de longo prazo. A maior parte da dose de radiação absorvida pelas tripulações em missões interplanetárias tripuladas é produzida pela radiação cósmica galáctica (GCR), partículas carregadas de alta energia, incluindo íons pesados densamente ionizantes, produzidos em galáxias distantes. A energia dessas partículas é tão alta que a blindagem da espaçonave não consegue detê-las e leva a taxas de exposição 200 vezes maiores do que a radiação de fundo na Terra por um período muito longo. Por essas razões, contramedidas de radiação para futuras missões estão sendo investigadas.
“As conexões entre torpor e radiorresistência representam uma abordagem de pesquisa altamente inovadora. sistema solar”, resume o professor Marco Durante, chefe da Divisão de Biofísica do GSI.
Já se sabe que animais que hibernam naturalmente adquirem radiorresistência nesse estado. No entanto, o estudo recente é tão significativo porque é a primeira vez que um estado biológico semelhante à hibernação foi induzido em um animal não hibernante (rato) e a radiorresistência a íons pesados de alta energia pode ser comprovada. Em experimentos no Centro Médico de íons pesados da Universidade Gunma, no Japão, íons de carbono acelerados foram usados para simular a radiação no espaço. Os outros experimentos in vitro com células foram realizados no campus GSI/FAIR em Darmstadt e fizeram parte do período experimental FAIR Fase 0.
Os principais resultados da equipe de pesquisa após irradiação e indução de um torpor sintético comprovaram as hipóteses: A hibernação sintética pode ter efeitos protetores em uma dose letal de íons C? Além disso, a hibernação sintética reduz os danos nos tecidos causados pela irradiação total do corpo.
Além disso, os cientistas do GSI foram capazes de caracterizar o mecanismo subjacente em seus estudos em células de tecido de rato. Eles mostraram que a menor concentração de oxigênio nos tecidos (hipóxia) e o metabolismo reduzido em baixa temperatura (hipotermia) podem ser dois fatores importantes na prevenção de danos celulares. As análises imunohistológicas indicaram que o torpor sintético poupa o tecido da radiação iônica energética. Além disso, mudanças no metabolismo em baixas temperaturas também podem afetar o reparo do DNA.
Muitas pesquisas ainda são necessárias para investigar e entender melhor o efeito radioprotetor do torpor sintético nos órgãos. Atualmente não é tecnicamente possível hibernar um humano de forma segura e controlada. No entanto, a pesquisa está avançando. Apenas recentemente, as vias neuronais que controlam o torpor foram desvendadas. Agora a publicação atual adiciona outro componente importante.
O Diretor Científico do GSI e FAIR, Professor Paolo Giubellino, destaca que o centro acelerador internacional FAIR, atualmente em construção no GSI, oferecerá oportunidades únicas de pesquisa no campo da radiação cósmica. “Já hoje a instalação do GSI é capaz de produzir feixes de núcleos pesados à medida que ocorrem na radiação cósmica. No FAIR, serão possíveis experimentos com uma gama muito maior de energias e intensidades de partículas. Isso permitirá aos pesquisadores estudar os efeitos da radiação em seres humanos e em instrumentação técnica, que são fundamentalmente necessários para tornar possíveis as missões humanas em Marte. Estou muito satisfeito que a Agência Espacial Europeia ESA tenha uma cooperação com a FAIR há muitos anos para promover este campo de pesquisa.”
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