Стовбурові клітини людини стають активнішими у космосі: чому це погана новина
Тривалі космічні подорожі людини Сонячною системою, а тим більше за її межі, схоже доведеться відкласти. Нове дослідження показало, що стовбурові клітини людського організму, які беруть участь в процесі відновлення органів і тканин, зношуються і старіють набагато швидше в умовах космосу.
Як пише видання Live Science, дослідники використали штучний інтелект (ШІ) для відстеження змін у стовбурових клітинах, доставлених на Міжнародну космічну станцію (МКС) у ході вантажної місій SpaceX. Їхня робота показала, що у космосі стовбурові клітини частково втратили здатність генерувати нові клітини, стали сприйнятливішими до пошкоджень ДНК і почали швидше старіти.
Результати дослідження, які були опубліковані 4 вересня в науковому журналі Cell Stem Cell, були засновані на попередніх роботах у галузі космічної охорони здоров'я. Ці роботи наголошували на складнощах тривалого перебування людей у космосі. Саме такі складнощі людству доведеться подолати, якщо воно хоче колонізувати інші планети, такі як Марс.
"Космос – це справжнє випробування на міцність для людського організму", – заявила співавторка дослідження Катріона Джеймісон, директорка Інституту стовбурових клітин Сенфорда та професорка медицини Каліфорнійського університету в Сан-Дієго. Отримані її командою результати є критично важливими, оскільки вони показують, що стресори космосу, такі як мікрогравітація та космічне галактичне випромінювання, можуть прискорити молекулярне старіння стовбурових клітин крові.
Людський організм не створений для космосу і з цим важко сперечатись. Там, нагорі, наш вид піддається зовсім іншим впливам довкілля. Наприклад, практично повністю зникає гравітація, до якої ідеально пристосоване наше тіло. А ще живі організми в космосі стикаються найменшими субатомними частинками, що мчать крізь простір і створюють космічне випромінювання.
Попередні дослідження документально підтвердили, що люди мають різні несприятливі наслідки для здоров'я в космосі через ці два фактори. Наприклад, дослідження 2022 показало, що астронавти, які провели на орбіті понад шість місяців потім десятиліттями страждають від втрати кісткової маси. І вчені навіть припустили, що колонізація Марса може вимагати деякого коригування ДНК, щоб наші організми могли впоратися з життям далеко від звичних умов рідної планети.
У новому дослідженні вчені звернули увагу на гемопоетичні стовбурові клітини та прогеніторних клітин (HSPC). Вони регулюють здоров'я імунної системи та імунну відповідь на ракові клітини. Попередні дослідження показали, що вплив мікрогравітації може спричиняти імунні та метаболічні зміни, але вони нічого не казали про те, як перебування в космосі впливає на молекулярну цілісність та функціональну здатність HSPC, йдеться у дослідженні.
Для нової роботи дослідники отримали людські клітини з кісткового мозку пацієнтів, які проходять ендопротезування кульшового суглоба і які дали згоду на участь у дослідженні. З їхнього матеріалу виростили нові клітини у нанобіореакторі – апараті, який може сприяти біологічним реакціям. Дослідники проводили свій експеримент на Землі та в ході чотирьох місій на МКС.
Використовуючи інструменти візуалізації на основі штучного інтелекту для моніторингу активності клітин, вчені помітили, що зміни клітин у зразках, отриманих з космосу, були аналогічні змінам, які спостерігаються при нормальному старінні клітин на Землі, але відбувалися прискореними темпами. Наприклад, клітини були активнішими, ніж зазвичай, і втрачали здатність до відпочинку та відновлення. Згідно з дослідженням, вчені також спостерігали підвищену активність у частині "темного геному" – маловивчених областях геному, пов'язаних із реакцією на стрес та старінням.
Хоча результати дослідження малюють зловісну картину для тривалих космічних подорожей, вони дали і деякі позитивні висновки. Ушкодження, що спостерігаються в клітинах, почали відновлюватися після поміщення їх у середовище молодих здорових тканин. Згідно із заявою, це відновлення передбачає можливість омолодження клітин, що старіють.
Зміни у клітинах і прискорене старіння, зафіксовані у новому дослідженні, можуть допомогти дослідникам винайти способи краще захищати астронавтів у космосі, і навіть людей, які старіють у звичайних умовах Землі. "Розуміння цих змін не тільки допомагає нам захистити астронавтів під час тривалих місій, але й допомагає нам моделювати старіння людини і такі захворювання, як рак тут, на Землі", – сказала Джеймісон. За її словами, це знання може бути надзвичайно важливим на початку нової ери комерційних космічних польотів та досліджень на низькій навколоземній орбіті.
Раніше OBOZ.UA розповідав, як вживання замінників цукру може бути пов’язане з передчасним старінням мозку.
Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.