Pokaždé, když onemocníme, můžeme se spolehnout na naši tělesnou stráž, která zodpovídá za likvidaci miniaturních nepřátel. V celém složitém řetězci zvaném obranyschopnost přitom hrají velmi důležitou roli bílé krvinky označované jako T-lymfocyty. Tyto buňky se chovají jako drobní generálové, kteří řídí armádu dalších složek obranného systému. Ale jak se T-lymfocyty chovají ve stavu beztíže a jak tohle zvláštní prostředí ovlivňuje jejich aktivitu? Právě na tyto otázky by mohl přinést odpověď výzkum probíhající na ISS. A co víc – čím komplexnější budou naše znalosti o bílých krvinkách, tím přesněji budeme moci jejich služeb využívat. Takže z průzkumu, který začal na Mezinárodní vesmírné stanici bude možná v závěru profitovat i celé lidstvo.

O tom, že stav beztíže má na imunitu astronautů nepříznivý vliv se ví už dlouho. Třeba během programu Apollo se u 15 z 29 astronautů projevily různé infekce během letu, nebo krátce po něm. Na ISS proto v letech 2006 a 2007 probíhal experiment Leukin-2. Který se zaměřil právě na proces aktivace T-lymfocytů. S přihlédnutím k výsledkům z dřívějších podobných experimentů (Leukin a Interleukin-2) se zjistilo, že ve stavu beztíže dochází k aktivaci T-lymfocytů pomaleji než na Zemi. Program Leukin navíc ukázal, že k tomuto zpomalení dochází už po pouhých 60 hodinách pobytu v kosmu.

Bývalá americká astronautka Millie Hughes-Fulford (na misi STS-40 strávila 9 dní) nyní pracuje jako ředitelka laboratoře pro růst buněk na Kalifornské univerzitě. Právě ona se dlouhodobě zabývá výsledky získanými z projektu Leukin. „Je to podobné jako v matematice – když odstraníte jednu proměnnou, můžete vyřešit rovnici.  A při experimentech na ISS se odstraňuje vliv gravitace. Díky tomu můžeme lépe pochopit, jak v budoucnu léčit tady na Zemi.“ 

Výzkum projektu Leukin ukázal, že existují specifické  genetické spouštěče, které rozhodují o tom, zda dojde k aktivaci T-lymfocytu, či nikoliv. „Dostali jsme opravdu hodně zajímavé výsledky. Poprvé v historii někdo definitivně prokázal, že přítomnost či nepřítomnost gravitace způsobuje rozdíly v aktivaci T-lymfocytů,“ dodala Millie Hughes-Fulford.

K výzkumu se použily vzorky od čtyř lidí, které byly rozdělené do dvou skupin. Díky tomu je mohli vědci navzájem porovnávat. O správné podmínky pro buňky se staral evropský přístroj Kubik, který by se dal charakterizovat jako malý inkubátor. Každý vzorek vážil sotva 1 gram. Výsledky ukázaly, že T-lymfocyty ve stavu beztíže mají zpomalenou rychlost mezibuněčných odpovědí. „Jakmile se aktivují T-lymfocyty, je zajištěná aktivace i dalších složek obranného systému. Aktivace T-lymfocytů je tedy klíčová a má vliv na všechny ostatní buňky. Pokud k aktivaci nedojde, jsou buňky, které by mohly bojovat proti nepříteli mimo provoz, nebo pracují pouze v omezeném režimu,“ vysvětluje Millie Hughes-Fulford.

Jak konkrétně se na T-lymfocytech projevuje stav beztíže? Dochází k takzvané imunosupresi, tedy snížení imunity. Jednak se pomaleji množí – jejich mitóza není tak rychlá jako obvykle, kromě toho produkují méně cytokinů, proteinů, které fungují jako mezibuněční poslíčci ve stavu ohrožení. T-lymfocyty je produkují za účelem varování okolních buněk. Cytokiny třeba dávají pokyn k rychlejšímu dělení, nebo diferenciaci určitých typů buněk. A konečně třetí v mikrogravitaci pozorovaný efekt – bílé krvinky produkují méně protizánětlivých látek, které pomáhají rychlejšímu hojení. Podtrženo a sečteno – Vzhledem k pomalejší aktivaci T-lymfocytů získávají patogeny čas navíc. Mohou se tak množit a ve výsledku zatopí organismu víc, než normálně.

Mezi známé příklady imunosuprese v zemské tíži patří třeba nemoc AIDS, revmatoidní artritida, nebo vysoký věk. To je ostatně důvod, proč starší lidé těžce bojují s infekcemi, jako je třeba zápal plic. Poznání, jak funguje imunitní systém na buněčné úrovni poskytuje mocný nástroj pro rozvoj léčby přímo u jádra odpovědi. Millie Hughes-Fulford to v nadsázce připodobňuje k politickým mírovým rozhovorům: „Místo toho, abysme v půlce války zvedli nad hlavu bílou vlajku, můžeme se postarat o to, že konflikt vůbec nevypukne.“ Pokud by lékaři dokázali izolovat a nebo dokonce kontrolovat projevy imunitního systému, zvýšilo by to šance na uzdravení pacienta.

Millie Hughes-Fulford už připravuje pro ISS další studii, kterou svým grantem podpořil dokonce National Institutes of Health, nebo Centrum pro pokročilý vědecký průzkum ve vesmíru. Experiment ponese název T-Cell Activation in Aging. Jeho úkolem bude hledání nových mechanismů, které by pomohly ke kontrole genů zodpovědných za aktivaci T-lymfocytů. Na ISS jej dopraví soukromá zásobovací loď Dragon v rámci mise SpX-3, ke které by mohlo dojít během letošního prosince.

Zdroje informací:
http://www.nasa.gov/
http://en.wikipedia.org/
http://www.nasa.gov/
http://www.nasa.gov/
http://cs.wikipedia.org/
http://cs.wikipedia.org/

Zdroje obrázků:
http://upload.wikimedia.org/…/Healthy_Human_T_Cell.jpg/768px-Healthy_Human_T_Cell.jpg
http://www.nasa.gov/images/content/748800main_2_XL.jpg
http://www.nasa.gov/images/content/748798main_1_XL.jpg
http://www.betaseries.com/data/banners/episodes/79158/316493.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/77/NASA-MHughes-Fulford.JPG