Môi trường vi trọng lực trong vũ trụ để lại nhiều tác động lâu dài lên cơ thể của các phi hành gia - Ảnh: NASA
Mỗi chuyến du hành vũ trụ không chỉ đưa con người rời xa Trái đất mà còn đặt cơ thể vào môi trường khắc nghiệt với vi trọng lực, bức xạ cường độ cao và nhiều áp lực ở cấp độ tế bào.
Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí International Journal of Molecular Sciences, nhóm của GS George Spyrou thuộc Viện Thần kinh và Gene Cyprus phân tích nhiều bộ dữ liệu sinh học, trong đó có các mẫu tế bào người từng tiếp xúc với môi trường vi trọng lực.
Mục tiêu của nhóm là xác định những thay đổi xuất hiện nhất quán trong hoạt động của gene khi cơ thể rời khỏi môi trường quen thuộc trên Trái đất.
Kết quả cho thấy nhiều gene liên quan đến tim mạch, phản ứng viêm, sửa chữa tế bào và hệ miễn dịch thay đổi hoạt động rõ rệt dưới tác động của môi trường không gian. Một số gene tăng hoạt động, trong khi số khác suy giảm theo thời gian tiếp xúc với vi trọng lực.
Đáng chú ý, một số thay đổi vẫn tồn tại sau khi điều kiện vi trọng lực kết thúc. Điều này cho thấy môi trường vũ trụ có thể để lại những "dấu vết sinh học" trong hoạt động của gene lâu hơn giới khoa học từng hình dung.
Nhóm nghiên cứu xác định sáu gene có xu hướng thay đổi rõ nhất khi thời gian tiếp xúc với vi trọng lực kéo dài. Ba gene giảm hoạt động, ba gene còn lại tăng hoạt động. Chúng tham gia vào nhiều quá trình quan trọng như truyền tín hiệu giữa các tế bào, phản ứng miễn dịch, kiểm soát hoạt động tế bào và ứng phó với tổn thương.
Một phi hành gia hoạt động tại Trạm ISS - Ảnh: NASA
Ở một nghiên cứu khác trên tế bào cơ tim người, các nhà khoa học tiếp tục phát hiện một số gene chưa trở lại trạng thái bình thường sau khi chuyến bay kết thúc.
Đối chiếu với dữ liệu bệnh tim mạch, nhóm xác định 23 gene đáng chú ý, trong đó 19 gene có thể chịu tác động của các thuốc hoặc hoạt chất đã được biết đến.
Từ đây, nhóm sử dụng các công cụ tin sinh học để sàng lọc những hoạt chất có khả năng đảo ngược hoặc giảm các tác động bất lợi do vi trọng lực gây ra. Cách tiếp cận này - gọi là tái sử dụng thuốc - có thể rút ngắn thời gian tìm giải pháp bảo vệ phi hành gia so với phát triển thuốc hoàn toàn mới.
Tuy nhiên, các tác giả lưu ý những hoạt chất này mới được lựa chọn bằng mô hình tính toán. Chúng vẫn cần được kiểm chứng qua các nghiên cứu trên tế bào, động vật và con người trước khi có thể ứng dụng trong các sứ mệnh vũ trụ.
Nghiên cứu không gian cũng có ích cho y học trên Trái đất
Song song với nghiên cứu, nhóm của GS Spyrou phát triển cơ sở dữ liệu trực tuyến H-SPAR DB nhằm tập hợp các nghiên cứu về sinh học không gian, hoạt động của gene và sức khỏe con người trong môi trường vi trọng lực.
Theo các nhà khoa học, những cơ chế bị ảnh hưởng trong không gian như phản ứng viêm, căng thẳng oxy hóa, rối loạn tim mạch hay tổn thương tế bào cũng liên quan đến nhiều bệnh lý phổ biến trên Trái đất.
Vì vậy, việc nghiên cứu cơ thể con người trong môi trường vũ trụ không chỉ phục vụ các sứ mệnh dài ngày tới Mặt trăng hay sao Hỏa, mà còn có thể mở thêm hướng nghiên cứu mới cho y học và chăm sóc sức khỏe trên Trái đất.
