Tweelingstudie geeft eerste inkijkje in gezondheidseffecten van lange ruimtereis

Astronaut Scott Kelly kwam zelf met het idee voor de twin study, toen hij met NASA in gesprek was over een 340 dagen durende missie naar ruimtestation ISS. Hij en zijn eeneiige tweelingbroer Mark stonden voor, tijdens en na de missie verschillende keren bloed en ontlasting af.

Een eeneiige tweeling ontstaat uit één bevruchte eicel. De broers Kelly zijn daardoor genetisch identiek. Verschillen in het DNA van eeneiige tweelingen zijn altijd het gevolg van de omgeving. Daarom is het interessant om een vergelijking te maken tussen een tweelingbroer in de ruimte en een tweelingbroer op aarde.

Langere ruimtemissies

De ruimte is een uitdagende omgeving. Er is geen zwaartekracht en de blootstelling aan straling is hoger dan op aarde. Astronauten leven geïsoleerd. Ze krijgen weinig beweging, kunnen alleen eten wat voorradig is in het ruimtestation en hebben vaak een verstoord slaap-waakritme. Bij terugkomst op aarde eist dit zijn tol. Botten en spieren zijn verzwakt en veel astronauten kampen na een ruimtemissie met slaapproblemen.

Deze effecten zijn omkeerbaar. Na enige tijd terug op aarde herstellen de astronauten volledig. De meeste ruimtemissies duren op dit moment maximaal zes maanden. Maar in de toekomst wil NASA ook langere trips maken, zoals naar Mars. Zo’n missie zal minstens een aantal jaren in beslag nemen. Wat gebeurt er dan met het lichaam van astronauten? En herstellen die effecten ook na terugkomst op aarde? Het onderzoek met Scott en Mark Kelly geeft daarop nu de eerste antwoorden.

Telomeren en het microbioom

Susan Bailey van de Colorado State University keek specifiek naar telomeren, de beschermende stukjes DNA aan het uiteinde van chromosomen. Normaal gesproken worden deze stukjes bij iedere celdeling iets korter. Maar in de ruimte bleken veel telomeren gek genoeg juist langer te worden. Ook dit effect verdwijnt na terugkomst op aarde. Sommige telomeren werden vervolgens juist snel korter. Wat deze verrassende effecten betekenen voor de gezondheid van Scott Kelly op de lange termijn is nog niet te voorspellen.

Een laatste opvallende ontdekking werd gedaan door het team dat onderzoek deed naar het microbioom, de verzameling micro-organismen in het darmstelsel. De meeste micro-organismen in onze darmen – ongeveer negentig procent – behoren tot de Firmicutes en de Bacteroideten. Beide categorieën bevatten zowel goede als slechte bacteriën. Bij gezonde mensen is er een evenwicht, waardoor soorten van beide groepen ongeveer evenveel voorkomen. In de ontlasting van Scott Kelly uit de ruimte was dit evenwicht verstoord. Er waren meer Fimicutes en juist minder Bacteroideten. De onderzoekers kunnen niet zeggen of deze verschuiving gunstig is of juist niet. Ze zagen wel dat het evenwicht zich weer herstelde na terugkomst op aarde.