Космос крадёт молодость клеток: орбита превращается в ускоритель старения
В космосе человеческий организм подвергается испытаниям, которые сложно смоделировать на Земле. Недавний эксперимент на борту Международной космической станции показал, что стволовые клетки крови начинают стареть гораздо быстрее в условиях микрогравитации и повышенного уровня радиации.
Эти данные важны не только для защиты астронавтов, но и для понимания механизмов старения и развития болезней, включая рак.
Как проводился эксперимент
Исследование выполнила команда Калифорнийского университета в Сан-Диего при участии Sanford Stem Cell Institute и компании Space Tango. В космос отправили специальные нанобиореакторы — мини-"лаборатории" с искусственным интеллектом, которые позволяли ученым следить за процессами в клетках в реальном времени.
Четыре грузовые миссии SpaceX доставили оборудование и образцы на МКС.
Клетки пробыли на орбите от месяца до полутора и вернулись на Землю для дальнейшего анализа. Такой формат позволил наблюдать за их поведением в условиях, недостижимых на нашей планете.
Что произошло со стволовыми клетками
Главное открытие — клетки теряли способность создавать новые здоровые элементы крови. Ученые зафиксировали повреждения ДНК, нарушения работы митохондрий и признаки ускоренного старения теломер — концов хромосом, отвечающих за сохранность генетической информации.
Помимо этого, стволовые клетки начали активировать участки генома, которые обычно остаются "молчащими". Такой процесс может приводить к нестабильности и увеличивать вероятность заболеваний.
Мнение исследователей
"Космос является окончательным стресс-тестом для человеческого тела", — сказала директор Института стволовых клеток Сэнфорда Катриона Джеймисон.
По её словам, микрогравитация и радиация ускоряют молекулярное старение, что делает организм уязвимым.
Почему это важно для медицины
Подобные изменения напоминают естественное старение, происходящее с возрастом у любого человека. Изучая ускоренный процесс в космосе, ученые получают возможность быстрее выявлять ключевые механизмы старения и искать способы их замедления. Это напрямую связано с исследованиями в области онкологии, болезней крови и иммунной системы.
Интересно, что часть последствий оказалась обратимой. Вернувшись в благоприятные условия, некоторые повреждения начали исправляться. Этот факт дает надежду на разработку методов целевого "омоложения" клеток.
Исторический контекст
Работа стала логическим продолжением знаменитого NASA Twin Study 2015-2016 годов. Тогда астронавт Скотт Келли почти год провёл на орбите, а его брат-близнец Марк оставался на Земле. Учёные фиксировали у Скотта изменения в генах, теломерах и микробиоме.
Многие из них позже нормализовались. Новый эксперимент позволил глубже взглянуть на процессы именно на клеточном уровне.
Следующие шаги
Исследователи планируют продолжать наблюдения, продлевая сроки экспериментов и совершенствуя методы фиксации изменений. В планах — поиск фармакологических и генетических способов защиты от ускоренного старения, чтобы подготовить астронавтов к длительным полётам.
"Эти результаты критически важны, поскольку мы вступаем в новую эру коммерческих космических путешествий", — подчеркнула Катриона Джеймисон.
Земные выгоды
Космические исследования становятся важным инструментом для медицины. По словам учёных, данные о том, как ведут себя стволовые клетки в условиях микрогравитации, помогут создавать новые подходы к терапии рака и возрастных заболеваний.
"То, что мы узнали о раке из исследований в космосе, абсолютно замечательно", — добавила Катриона Джеймисон.
Уточнения
Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) — макромолекула (одна из трёх основных, две другие — РНК и белки), обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования организмов.