2022-02 MIRA Ceti sprak met... Sarah Baatout


De passie voor wetenschap, daar kan je bij Sarah Baatout (°1969) niet naast kijken. Wat een voorrecht was het om met haar een lange babbel te kunnen hebben over de mens en zijn functioneren in een ruimtevaartcontext.

Sarah Baatout studeerde biochemie, moleculaire biologie en radiobiologie en werkte meerdere jaren in het kankeronderzoek. Zij is gespecialiseerd in hoe moleculaire mechanismen veranderen door blootstelling aan straling.

Als hoogleraar verbonden aan meerdere universiteiten in ons land, is zij tevens hoofd van de afdeling radiobiologie aan het studiecentrum voor kernenergie SCK in Mol. Daar ligt de focus van haar werk, naast oncologisch onderzoek, vooral op de menselijke biologie in de vijandige omgeving die de ruimte is, eens de astronauten de beschermende cocon van onze Aarde verlaten hebben.

 

Sarah Baatout

 

Copyright afbeelding: SCK * CEN

 

Sarah, jij was nauw betrokken bij de ruimtevlucht van Frank De Winne?

Het SCK was al eerder begonnen met onderzoek in verband met leven en overleven in de ruimte. Je zei me dat je reeds in 2009 kennis maakte met het team van Natalie Leys en het MELiSSA-project. In 1989 ging dat project van start met als doel een life support systeem op te zetten dat zorgt voor een autonome voedsel- en watervoorziening tijdens een verblijf in de ruimte. Het gaat bij MELiSSA om een gesloten kringloop waarin afvalstoffen gerecycleerd worden tot zuurstof, drinkbaar water en voedsel.

Maar met onderzoek naar de menselijke biologie in de ruimte is men op het SCK pas in het jaar 2000 begonnen. Zelf ben ik met ruimtevaartonderzoek begonnen in het jaar van de eerste ruimtevlucht van Frank De Winne, dat was in 2002. Frank had een dertigtal Belgische experimenten mee aan boord, één daarvan was een experiment van het SCK.

Mijn grote passie voor ruimtevaart, voor oncologie en voor embryologie is proberen te begrijpen wat nu precies een lichaam ziek maakt. Wat zijn de oorzaken van een ziekte? Waarom is de ruimte zo een gevaarlijke omgeving voor het menselijk lichaam? Waarom heeft gewichtloosheid zo een grote impact op het lichaam van een astronaut? Waarom ontstaan er kankers in de ruimte? De moleculaire mechanismen die daarbij spelen, dat is echt mijn passie. Mijn carrière staat in het teken van het zoeken van antwoorden op die vragen.

Sinds 2000 is ruimtevaart hier op het SCK een heel belangrijk onderzoeksdomein geworden. Met als hoofddoel het zo goed mogelijk beschermen van onze astronauten tegen de gevaren van een verblijf in de ruimte. Het gaat dan niet alleen om straling en gewichtloosheid, maar ook om andere risicofactoren zoals emotionele stress, isolement, het opgesloten zijn, die alle een impact hebben op het lichaam, op het mentale front en op het immuunsysteem van een astronaut. Dat is de link voor al het onderzoek dat ik doe op het SCK.

 

Frank De Winne op het ISS

 

Frank De Winne aan boord van het ISS en aan het werk met de Microgravity Science Glovebox

Copyright afbeelding: ESA - Odissea Mission

 

Is een menselijk lichaam überhaupt wel geschikt om te reizen en te overleven in de ruimte?

Goeie vraag. Het is daarom belangrijk om eerst de risico’s te definiëren. We moeten goed weten wat er in een menselijk lichaam gebeurt tijdens een verblijf in de ruimte. Vanaf het moment dat we dat goed weten dienen we ons af te vragen wat de consequenties zijn. Is er een timeline? Zijn alle astronauten vergelijkbaar? Het is heel duidelijk dat dit niet het geval is, we zien immers veel verschillen tussen astronauten onderling. Neem alleen nog maar het aspect stralingsgevoeligheid, die ligt voor iedereen anders. Dat komt door onze genetische background. Het gaat dan om mutaties die we hebben via onze voorouders, maar ook om mutaties die er komen tijdens ons eigen leven. Die genetische voorgeschiedenis maakt ons meer of minder gevoelig voor straling. Het is dus moeilijk om algemene conclusies te trekken waarbij gezegd wordt: het lichaam zal altijd zo of zo reageren bij die situatie in de ruimte.

Het afnemen van spiermassa in de ruimte, dat is voor sommige astronauten effectief een probleem, maar voor andere dan weer niet. Idem voor een versnelde osteoporose. Zeventig procent van de astronauten hebben last van ruimteziekte, maar voor dertig procent is dat helemaal geen probleem. En daarom opteren we er bij ESA voor om te gaan naar een volledig gepersonaliseerde geneeskunde.

Momenteel beschikt men aan boord van het ISS over een medische kit met medicijnen, maar die is heel conservatief met een twintigtal medicijnen die voor alle astronauten dezelfde zijn: een middel tegen misselijkheid, tegen hoofdpijn of slapeloosheid, enzovoort. Maar voor lange ruimtemissies naar Mars of op de Maan moeten we in de toekomst echt komen tot een gepersonaliseerde geneeskunde met medicijnen op maat van elke astronaut afzonderlijk.

Geen enkele mens is honderd procent gezond, dat geldt dus ook voor onze astronauten. Maar aangezien ze toch geselecteerd werden om astronaut te kunnen worden, hebben ze toch een vrij goede gezondheid. De ene zal meer gevoelig zijn voor dit probleem en de andere voor dat probleem, en het is dus heel belangrijk om daar een goed zicht op te hebben.

 

Men is daar bij ESA toch al een tijd mee bezig, niet?

Jazeker, we bouwen altijd verder op de kennis die we in dit verband al hebben. Momenteel bestuderen we bij ESA de impact van een verblijf van zes maanden in de ruimte op verschillende astronauten en kosmonauten. We trekken bloed vóór ze naar het ISS vertrekken en ook als ze weer teruggekeerd zijn op Aarde. En dan merken we een verschil dat te maken heeft met kosmische straling en de effecten ervan op het DNA en op het herstel van het DNA. Zodoende stellen we vast dat sommige astronauten heel gevoelig zijn voor straling en dat andere astronauten heel resistent zijn tegen straling. Als we vaststellen dat een bepaalde astronaut heel gevoelig is voor straling, is zij of hij wellicht niet de ideale persoon om in de toekomst op Mars veel activiteiten uit te voeren buiten de basis of in de ruimte. Want buiten de beschermende omgeving van het ruimtetuig of de habitat heb je alleen maar je ruimtepak als bescherming. Het is pas als we kwantificeren hoe gevoelig een bepaalde astronaut is voor de schadelijke straling dat we weten wat wel en wat niet verantwoord is voor die persoon en dat we een gepersonaliseerd programma kunnen opstellen.

En we onderzoeken dat niet alleen op het gebied van straling, maar ook voor andere gevoeligheden die de astronaut zou kunnen hebben. Dat gebeurt door een team experten uit verschillende onderzoekdomeinen. Er zijn specialisten bij die de mentale conditie opvolgen, fysiotherapeuten, artsen die kijken hoe het met de toestand van spieren en botten gesteld is, slaapspecialisten, onderzoekers die gespecialiseerd zijn in farmaca, enzovoort. En zo evolueren we naar een gedetailleerd zicht op elke astronaut apart met ook een gepersonaliseerd gezondheidsprogramma voor haar of hem tijdens lange ruimtemissies.

We hebben intussen bijna tien astronauten en kosmonauten grondig onderzocht, en qua stralingsgevoeligheid merken we toch al grote verschillen. Nu is het de bedoeling dat we te weten komen hoe we een maximale bescherming kunnen bieden.

 

Space Risks

 

Copyright afbeelding: ESA - Space Risks Radiation

 

ESA en NASA hebben ook al enkele ruimtevluchten gedaan met waterbeertjes en raderdiertjes aan boord om te zien hoe die zogenaamde extremofielen gedijen in de ruimte?

Dat klopt, wij bij ESA hebben al twee keer raderdiertjes naar het ISS gestuurd, en een derde keer zal dit gebeuren in 2023. We stellen vast dat die hele kleine raderdiertjes heel resistent zijn tegen straling, daarom kunnen we enorm veel leren van die diertjes. Wat zijn de moleculaire mechanismen binnen die raderdiertjes die ervoor zorgen dat ze zo resistent zijn? En wat kunnen wij als mensen ervan leren voor toekomstige ruimtevluchten? Kunnen we een medicijn ontwikkelen om ons te beschermen, wat we in ons jargon radioprotectors noemen? In de ziekenhuiscontext bestaan er een aantal medicijnen voor patiënten die radiotherapie moeten ondergaan, maar werken die ook optimaal wanneer ze in de context van de ruimte gebruikt worden? En wanneer is het dan best voor de astronauten om die medicijnen, die radioprotectors te nemen? Moet men op weg naar Mars continu die medicijnen nemen, of enkel wanneer er een activiteit buiten het ruimtetuig op het programma staat? Wat is de beste dosis van die medicijnen? Wat zijn de effecten van verschillende farmaca voor het lichaam? Zo vallen er nog vele andere vragen te beantwoorden. En dat is onderzoek waar wij volop mee bezig zijn.

 

De ruimtepakken van de toekomst zijn wellicht toch ook van een ander beschermniveau dan die van de astronauten tijdens de landingen op de Maan? 

Op dat vlak is er inderdaad al veel veranderd, maar we willen nog beter beschermende ruimtepakken voor onze volgende generaties astronauten.

Wij hebben contact gehad met XX (naam?), een fashion technoloog en designer, en zij heeft op basis van onze richtlijnen een futuristisch ruimtepak ontworpen.

De ruimtepakken die nu gebruikt worden aan boord van het ISS zijn groter dan het lichaam van de astronauten. In die pakken zit lucht en bijgevolg zweven de astronauten als het ware in hun ruimtepakken. De volgende generatie ruimtepakken zullen meer evolueren naar een soort tweede huid. Het zal dus gaan om een ruimtepak vol sensoren, waarmee je live en online alle parameters kan meten. Je zal meteen weten in functie van de stralingsgevoeligheid van een bepaalde astronaut of hij of zij aan zijn of haar limiet zit voor die dag of die week.

Bovendien willen we een optimale ‘shielding’, dus dat het pak als het ware een beschermend schild vormt. Dat dient niet te gebeuren door gebruik te maken van zware loden platen, maar door fijne en lichte materialen in het pak te verwerken die ook een optimale bescherming bieden.

Een zeer geschikt materiaal in deze context blijkt polyethyleen te zijn, wat we allemaal kennen van de transparante plastieken flessen. Dit polymeer is een heel lange molecule van koolstof met daaraan waterstof gebonden langs twee kanten. En zoals we weten is waterstof ideaal om kosmische straling te stoppen. Polyethyleen is wel niet zo resistent tegen de warmte, dus het kan niet als buitenste beschermlaag dienst doen. Maar aan de binnenzijde van het pak kan een laag polyethyleen aangebracht worden, zeker op de meest kwetsbare plaatsen. Armen en benen hoeven dus minder beschermd te worden dan bijvoorbeeld de romp van het lichaam. De dikte van de laag polyethyleen kan verschillen, afhankelijk van waar het in het pak aangebracht wordt. Er worden trouwens ook nog andere materialen getest om te zien welk materiaal de beste bescherming biedt.

 

Er zijn intussen al wel een heleboel experimenten en projecten van het SCK uitgevoerd en getest in de ruimte.

Jazeker, en daar waren een aantal mooie primeurs bij, zoals die eerste MELiSSA bioreactor van het team van Natalie Leys waarbij spirulina fungeerde als basisingrediënt om in een kringloop voedsel en zuurstof te produceren in het life support systeem.

Tot nu toe hebben we op het SCK de voorbije twintig jaar een vijftiental experimenten kunnen laten meevliegen in de ruimte, en dat waren allemaal positieve ervaringen. Dat is toch zeker een indrukwekkend palmares. De bioreactor met spirulina was een primeur uit 2017. Een andere primeur hadden we in 2019 met het experiment BioRock. Het SCK stuurde toen basaltgesteente en bacteriën de ruimte in om te onderzoeken of men in de toekomst maangesteenten zouden kunnen gebruiken om daar levende organismen in stand te houden en dus als het ware op de Maan aan landbouw te doen.

 

Biorock

 

Copyright afbeelding: SCK - ESA

 

Het menselijk immuunsysteem wordt heel erg op de proef gesteld in de ruimte, daarom is het heel belangrijk om dat zo goed mogelijk te beschermen en zijn we al sinds 2010 bezig met het immuunsysteem van astronauten te bestuderen. Maar daarnaast bestuderen we ook de huid van onze astronauten, die veroudert immers heel snel in de ruimte, veel sneller dan op Aarde. We proberen via een aantal experimenten te achterhalen wat de schade is aan huidcellen na een verblijf van twee weken aan boord van het ISS en hoe we de huid kunnen beschermen in de ruimte.

Wat ook heel kwetsbaar is in de ruimte is ons cardiovasculair systeem. In 2016 hebben wij bloedvatcellen in de ruimte gestuurd om na te gaan wat ermee gebeurt als ze blootgesteld zijn aan kosmische straling en aan een toestand van gewichtloosheid. We willen de bloedvaten van astronauten zo goed mogelijk beschermen tijdens ruimtemissies, zeker die van langere duur, anders riskeren we hemorragieën waarbij het bloed overal in het lichaam van de astronaut kan terechtkomen. Om de bloedvaten te beschermen is het belangrijk om te weten hoe groot de schade is ten gevolge van kosmische straling en welke medicijnen we eventueel kunnen gebruiken. En we hebben intussen een interessante molecule gevonden die het mogelijk maakt om kanalen tussen beschadigde bloedvaten te dichten, en daardoor worden die cellen veel resistenter tegen kosmische straling. Dat is ook een mooi onderzoek dat wij momenteel aan het doen zijn.

Intussen heeft ESA voor de komende jaren nog eens vier à vijf experimenten van bij ons geselecteerd, en wij zijn volop bezig met de voorbereidingen daarvan. Het gaat om experimenten in verband met het immuunsysteem van vissen en amfibieën omdat die een immuunsysteem hebben dat erg vergelijkbaar is met dat van de mens, en bijgevolg kunnen we daar ook veel van leren.

En zo zijn wij dus eigenlijk continu bezig met verschillende soorten studies over leven en veilig overleven in de ruimte.

 

In het kader van het onderzoek naar het immuunsysteem van de mens in de ruimte ben jij zelf een maand gaan verblijven op de Zuidpool, Sarah?

Dat is correct, dat was eind 2017 in het Prinses Elisabeth Zuidpoolstation. Bij ons op het noordelijk halfrond begon toen de winter, maar aan de Zuidpool is het dan zomer. Daar is het mogelijk onderzoek te doen naar de impact van extreme leefomstandigheden op het menselijk lichaam. Zo nam ik vóór, tijdens en na het verblijf op Antarctica verschillende monsters van leden van de bemanning van het poolstation om die vervolgens te analyseren en daar significante resultaten uit te halen over het hoge stressniveau van de onderzochte personen en de negatieve gevolgen daarvan voor het immuunsysteem.

Sinds 2010 zijn er op een andere basis op Antarctica, het Concordia Station, permanent wetenschappers aanwezig, en aangezien die personen daar gedurende dertien maanden verblijven krijg je een situatie die analoog is aan de toestand van isolement en beperkingen die astronauten meemaken in de ruimte. Zeker tijdens de winter is de situatie daar extreem met permanente duisternis, een temperatuur van minder dan -80 graden Celsius, continu wind die raast aan snelheden tot 200 km per uur. Zestien mensen zitten daar dan samen continu opgesloten voor zes maanden, zonder de mogelijkheid om naar buiten te gaan. En mocht er qua gezondheid iets misgaan met één van hen is er geen mogelijkheid om er een extern medisch team naartoe te sturen. Het is dus echt wel een serieuze beproeving om daar de winter door te brengen.

En sinds 2010 krijgen we elk jaar stalen op basis waarvan we kunnen zien hoe het immuunsysteem en het lichaam reageert bij personen die zich in die specifieke en moeilijke situatie bevinden.

Tijdens de eerste week van hun verblijf zien we dat er een immune depressie optreedt, dat wil zeggen dat het immuunsysteem veel gevoeliger wordt en verzwakt. Maar na een tijdje herstelt het immuunsysteem vlot en gaat het veel beter met hen. Dat is tijdens de zomer. De zomer op Antarctica kan je natuurlijk niet vergelijken met de zomer bij ons: met temperaturen van -30 à -50 graden Celsius is het er ijzig koud en ga je niet zomaar even buiten rondlopen als het niet nodig is. Maar dan komt de winter met die extreem lage temperaturen, dan kan je simpelweg niet buiten komen. Mentaal is dat heel moeilijk. Drie maanden lang is het continu donker buiten en zie je alleen maar artificieel licht. Je zit geïsoleerd met zestien mensen die elkaar niet hebben gekozen, wat kan leiden tot spanningen en conflicten. Als we in die context het immuunsysteem bestuderen zien we heel duidelijk dat het immuunsysteem tijdens de winter heel zwak wordt ten gevolge van de mentale stress. En dat toont duidelijk aan dat als we voor een lange termijn naar Mars willen gaan we absoluut zeker die astronauten moeten selecteren die mentaal het sterkst zijn.

Mijn verblijf op Antarctica was een geweldige en superboeiende ervaring, maar je voelt toch meteen ook dat het er mentaal zwaar en belastend is. Het is een omgeving waar je met jezelf geconfronteerd wordt en ook veel over jezelf leert. En daarom is Antarctica de ideale plek om het menselijk functioneren in extreme omstandigheden te bestuderen wegens de analogie met het reizen en verblijven in de ruimte.

 

Sarah Baatout Antarctica

 

Sarah Baatout aan de Belgische basis Prinses Elisabeth op Antarctica

Copyright afbeelding: SCK * CEN - https://www.sckcen.be/en/news/

 

Zoals je weet zijn er ook de zogenaamde ‘bedrest studies’ die ESA uitvoert met vrijwilligers die, om een toestand van gewichtloosheid te simuleren, meerdere weken in liggende toestand doorbrengen met het hoofd lager dan de benen. Door die houding stromen de lichaamsvochten meer naar het hoofd, worden de spieren zwakker en krijg je reeds een aanzet tot osteoporose. Van die proefpersonen bestuderen we het immuunsysteem en nog een aantal andere gezondheidsparameters. Ook dit is een heel goede analogie met de toestand aan boord van een ruimteschip.

 

Bij het SCK zijn jullie ook ideaal geplaatst om studies te doen rond allerlei soorten straling?

We zijn inderdaad een nucleair onderzoekscentrum, gespecialiseerd in nucleaire energie, waarbij we in onze labo’s met verschillende stralingssystemen een deel van het kosmische spectrum kunnen simuleren. Een aantal van onze instrumenten maken het mogelijk om celculturen van verschillende delen van het lichaam in gesimuleerde gewichtloosheid te testen. Maar tegelijkertijd kunnen we die cellen ook bestralen, en zo krijgen we een idee op cellulair niveau wat er zich in die cellen afspeelt in welbepaalde gesimuleerde ruimteomstandigheden. We hebben hier op het SCK dus zeker een brede range aan onderzoeksmogelijkheden, dat is ook de reden waarom bij ons dat ruimtevaartonderzoek zo’n ontwikkeling heeft gekend. We zijn één van de weinige instituten in Europa waar zoveel expertise is op het gebied van straling, en daarom komen onderzoekers van overal ter wereld naar ons instituut met de vraag om samen te werken.

 

Je verwees daarnet naar jullie onderzoek over hoe raderdiertjes toch kunnen overleven in de ruimte ondanks de vele soorten gevaarlijke straling. Hun DNA raakt toch ook beschadigd?

Dat klopt, maar het verschil zit in de evolutie. Als bij bacteriën het DNA beschadigd of verknipt raakt, plakken ze de stukken DNA gewoon terug aan elkaar en er volgt een mutatie. Zo evolueren ze: een deel van hun cellen zal sterven en een deel ervan zal overleven. De bacteriën die overleven worden op die manier meer resistent.

Raderdiertjes zijn heel bijzondere organismen. Als we kijken naar hun DNA stellen we vast dat er daarin stukken DNA zitten van planten, van bacteriën, van fungi, en uiteraard ook van henzelf. Ze zijn dus veeleer een gemengd organisme met stukken DNA van andere levensvormen.

Je zou ze kunnen beschouwen als een soort parasieten die alsmaar verder evolueren en vermengd raken. Ook hun DNA kan op verschillende manieren beschadigd raken, maar bij hen maakt het niet veel uit hoe de stukken DNA terug aan elkaar geplakt worden. En zo kunnen ze snel herstellen van de geleden schade.

Bij ons, mensen, is dat veel ingewikkelder. Als kosmische straling je DNA beschadigt, kan je dat zien alsof je met een scherp mes een mooie snede maakt en je DNA als het ware doorknipt. Als dat gebeurt wil het DNA die snede repareren en de deeltjes aan elkaar plakken. Als dat op de juiste plaats gebeurt is het prima. Maar als het op een verkeerde plaats aan elkaar wordt geplakt en er bijvoorbeeld een verbinding tot stand komt met een ander chromosoom, dan hebben wij, mensen, een probleem. Ten gevolge van de lange evolutie van ons menselijk organisme zit er in ons DNA ongeveer negentig procent junk-DNA, die niet tot ons genetisch materiaal behoort. Aanvankelijk dachten we dat die negentig procent geen enkel nut heeft in onze cellen, maar we zijn er intussen achter gekomen dat dit niet het geval is. We zijn volop bezig dat te onderzoeken, maar we weten nog niet echt welke rol ervoor weggelegd is.

Als je kijkt naar bacteriën, meer dan negentig procent van hun DNA codeert voor de genen, terwijl dat bij ons slechts tien procent is. Wij hebben zoveel redundantie, zoveel DNA dat ogenschijnlijk geen rol speelt, een gevolg van onze evolutie, en dat maakt ons als soort supergevoelig voor straling. Een dosis ioniserende straling  die voor ons fataal is, zal bij een bacterie of een raderdiertje geen enkel schadelijk effect hebben, zij hebben immers veel minder junk-DNA. En het is precies de hoeveelheid junk-DNA die in grote mate de stralingsgevoeligheid bepaalt. Het menselijk organisme heeft een boeiende evolutie achter de rug, maar die maakt ons meteen ook heel kwetsbaar.        

 

Zijn er mogelijke oplossingen in dit verband?

Er zijn toch een aantal zaken die we kunnen doen om bepaalde risico’s aanzienlijk te verminderen. Het is daarbij van essentieel belang om van iedere astronaut de biologische markers te kennen. Met biologische markers bedoelen we meetbare indicatoren bij personen van een of andere biologische toestand of conditie. Als bijvoorbeeld een astronaut slechts dertig procent van een heel belangrijk DNA-herstelproteïne kan produceren i.p.v. honderd procent zouden we die zeventig procent kunnen compenseren met aangepaste medicijnen om het herstelsysteemmechanisme te boosten vanaf het moment dat de astronaut zich buiten de beschermende cocon van de Mars Habitat begeeft.

We spreken dan meer over regeneratieve geneeskunde. Als piloot of als astronaut heb je een grotere kans om vroeger in je leven cataract te krijgen. We weten immers dat kosmische straling cataract kan induceren. Vanuit een pragmatisch oogpunt zou het bijgevolg best zijn om voor alle astronauten die naar Mars gaan een artificiële lens te hebben in het geval de astronaut cataract ontwikkelt en hij een nieuwe lens moet hebben. Stel dat het beenmerg van een astronaut niet genoeg nieuwe bloedcellen produceert, zouden we hem of haar via transplantatie kunnen helpen met behulp van eigen beenmerg dat voor het vertrek werd onttrokken en mee op ruimtemissie was genomen. Een ander probleem in de ruimte is dat het vloeibare deel van het bloed de neiging heeft om vanuit de bloedsomloop over te gaan naar andere delen van het lichaam, naar weefsels. Daarom bijvoorbeeld die opgezwollen gezichten die zo typisch zijn voor astronauten in hun ruimtecapsules. En zo wordt het bloed in de aderen van een astronaut steeds dikker en steeds meer geconcentreerd. Het lichaam gaat dat via een aantal sensoren merken en signalen geven aan het beenmerg om te stoppen met het produceren van bloed. Met als resultaat voor de astronaut dat de concentratie van rode bloedcellen en bloedplaatjes daalt in de ruimte. Een oplossing voor dit probleem zou zijn om artificieel bloed mee te nemen naar Mars, en indien mogelijk, artificieel bloed van de astronaut zelf, aangemaakt voor dat hij of zij vertrokken is.

En natuurlijk zijn er op termijn ook heel wat mogelijkheden met 3D bio-printing. In ons labo lopen momenteel twee projecten: eentje in verband met de hersenen en eentje in verband met het hart. Zo zou het de bedoeling zijn om via 3D-printing een klein maar compleet artificieel hart te fabriceren. Let op, we staan echt nog maar aan het begin. Maar je moet ergens beginnen. En zo wordt het in de toekomst wellicht mogelijk om naarmate de nood er is kleine miniorganen aan te maken. Stel dat een astronaut ergens beschadigde huid heeft die niet herstelt, dan zouden we op basis van cellen van de astronaut die we gecollecteerd hebben vóór de vlucht een 3D-huidcultuur kunnen maken om de astronaut te voorzien van nieuwe huid.

Zo zouden we met behulp van regeneratieve geneeskunde vrijwel alle organen kunnen in stand houden.

 

Risico's straling

 

Copyright afbeelding: ESA - Space Radiation Risks

 

Op welke termijn zou het ethisch verantwoord zijn mensen naar de Maan of naar Mars te sturen om daar enige tijd te verblijven?

Zeker is dat de laatste vijf jaar het onderzoek in dit verband exponentieel is toegenomen. Er is interesse, er is geld. In Europa, maar zeker ook in de VS, kijk maar naar de ambities van Elon Musk om met zijn raketten mensen “binnen de tien jaar op Mars te zetten”. Mars wordt internationaal gezien als hét avontuur van de nabije toekomst. Nu, dat zal waarschijnlijk niet gebeuren door één land of één organisatie alleen, maar wel in een bredere internationale samenwerking.

Het is een werk van lange adem, geleidelijk zal onze kennis toenemen over het functioneren en overleven van de mens in de ruimte, maar natuurlijk zal er altijd een risico blijven. Om een voorzichtige prognose te doen zou ik zeggen dat we binnen twintig jaar misschien significante stappen zullen gezet hebben. Onze Europese ambities zijn in de eerste plaats dat onze astronauten gezond blijven en ook dat ze op een veilige manier kunnen werken in de ruimte, op de Maan of op Mars.

We hebben onlangs op het SCK een nieuw instrument gekocht waarmee we het effect van de zwaartekracht op Mars kunnen simuleren en meten. Het zwaartekrachtsveld van de Maan en van Mars is immers van een lagere grootteorde dan hier op Aarde. Als we de toestand van ginds kunnen simuleren om na te gaan wat het effect ervan is op ons menselijk organisme helpt ons dat veel vooruit. Kunnen we in die context met een geringere zwaartekracht leven zonder al te veel schade voor ons lichaam? Wat is het risico op osteoporose? Zal onze huid ginds niet te snel verouderen?

Dat zijn enkele studies waar we pas mee begonnen zijn. En we zullen in dit verband dus nog veel bijleren. Misschien is de toestand op Mars zo dat er niet al te veel problemen optreden in het lichaam van de astronauten. We staan nog maar aan het begin van deze studies. Binnen enkele jaren zullen we hierover zeker heel wat meer weten.

 

Oké, wij zijn ook heel benieuwd naar de resultaten. Alleszins dank voor het interessante gesprek, Sarah, en veel succes met je verdere onderzoek.

 

Tekst: Francis Meeus, maart 2022