Попри десятиліття космічних польотів та безліч супутників на орбіті, вплив тривалого перебування у космосі на людський організм досі викликає чимало запитань. Спроби розібратися у цьому здійснюються різними методами, однак справді показовими виявилися лише експерименти на людях. Саме таке унікальне дослідження за участю ідентичних близнюків, проведене космічним агентством NASA, продемонструвало, наскільки глибоко та незворотньо космічні умови здатні модифікувати людське тіло.
Ініціатива стосовно участі у дослідженні надійшла від астронавта Скотта Келлі, який запропонував задіяти себе та свого брата-близнюка Марка, також астронавта, як піддослідних. Це масштабне річне дослідження тривало з 27 березня 2015 року до 2 березня 2016 року, а його остаточні результати оприлюднили у 2019 році. Впродовж 340-денної місії Скотт перебував на Міжнародній космічній станції, тоді як його брат Марк залишався на Землі під пильним наглядом науковців NASA.
Спостереження показали, що, попри загалом задовільний стан здоров’я, у Скотта відзначили збільшення зросту, втрату м’язової маси, що є типовою проблемою для астронавтів, а також уповільнення процесів старіння, що виявилося у зміні вікової різниці з братом на п’ять мілісекунд. Хоча відмінності були незначними, вони стали підставою для гучних заяв про зміну ДНК. Примітно, що приблизно 7% експресії генів Скотта — тобто способу їх використання організмом — залишалися зміненими навіть через шість місяців після повернення на Землю.
Детальне вивчення впливу космічного польоту на Скотта Келлі виявило зміни як на фізіологічному, так і на молекулярному рівнях. Серед них зафіксовано зсуви в експресії генів, активності імунної системи, довжині теломерів та когнітивних функціях. Попри те, що Скотт та Марк залишалися генетично ідентичними, тривалий космічний політ був пов’язаний зі змінами в тому, як певні гени експресувалися.
Слід зазначити, що більшість цих виявлених змін повернулися до норми після прибуття Скотта на Землю. Однак, не всі: дослідники ідентифікували 811 генів у кількох типах клітин, які не відновилися до своїх початкових, допольотних рівнів навіть через шість місяців після повернення. Значна частина цих стійко змінених генів, як з’ясувалося, пов’язана з критично важливими функціями імунної системи та процесами відновлення пошкоджених ділянок ДНК.
Окремо у рамках дослідження аналізували хромосоми братів Келлі, зосередившись на теломерах – захисних ділянках на кінцях хромосом, що асоціюються зі старінням. Команда встановила: під час перебування у космосі теломери Скотта подовжилися, але після повернення на Землю знову скоротилися. Вчені зауважили, що це відкриття було несподіваним. Довші теломери іноді пов’язують з повільнішим старінням, проте довгострокове значення цих змін досі залишається незрозумілим.
При цьому дослідники зафіксували, що когнітивні здібності Скотта, зокрема точність та швидкість реакції, знизилися і залишалися такими навіть після повернення на Землю. Звіти вказують на те, що подібні подовжені теломери та зниження когнітивних функцій є доволі поширеними побічними ефектами, що спостерігаються у астронавтів після тривалих космічних польотів, ставлячи під сумнів ідеалістичні уявлення про космічні подорожі.
Цей експеримент, таким чином, вказує на ймовірні біологічні зміни, які можуть очікувати майбутніх учасників космічних подорожей. Він натякає на потенційну необхідність впровадження нових, більш ретельних заходів безпеки для більш тривалих космічних місій, покликаних захистити здоров’я екіпажу, хоча конкретні рішення та їхня реалізація залишаються під питанням і наразі не представлені широкій публіці.
Слід зазначити, що це дослідження було першим у своєму роді, оскільки зосереджувалося на вивченні ідентичних близнюків. Космічному агентству NASA та науковцям потрібно буде провести додаткові дослідження за участю більшої кількості піддослідних, щоб достовірно встановити, чи є отримані результати типовими для широкого кола людей, чи вони унікальні для фізіології Скотта Келлі. Дослідження підкреслило потребу у пошуку подібних змін в інших астронавтів, а не лише обмежуватися одиничними спостереженнями.
