Новое исследование показало, что стволовые клетки человека в условиях космоса стареют значительно быстрее и теряют свою эффективность. Ключевыми стрессорами выступают микрогравитация и космическая галактическая радиация. В ходе эксперимента наблюдалось, что клетки теряли способность к регенерации, становились более уязвимыми к повреждению ДНК и проявляли аномально высокую активность, лишаясь возможности отдыхать и восстанавливаться.
Особое внимание ученых привлекло усиление активности в так называемом «темном геноме» — малоизученных участках генома, связанных со стрессом и старением. Эти изменения, по сути, повторяли естественные процессы старения клеток на Земле, но происходили в ускоренном темпе. Данное открытие представляет собой серьезную проблему для планирования долгосрочных космических миссий, включая полеты на Марс и колонизацию других планет.
Исследовались гемопоэтические стволовые и прогениторные клетки (HSPCs), которые играют решающую роль в поддержании здоровья иммунной системы и противораковом надзоре организма. Эти клетки были получены из костного мозга людей, давших согласие на участие в исследовании во время операций по замене тазобедренного сустава.
Работа, опубликованная 4 сентября в журнале Cell Stem Cell, проводилась под руководством соавтора исследования Катрионы Джеймисон, директора Института стволовых клеток Сэнфорда и профессора медицины в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Для мониторинга и отслеживания клеточных изменений использовались инструменты визуализации на основе искусственного интеллекта (ИИ).
Для проведения эксперимента клетки выращивались в специальном нанобиореакторе. Исследования проводились параллельно на Земле и в космосе в рамках четырех отдельных миссий на Международную космическую станцию (МКС). Доставка биологического материала на МКС осуществлялась с помощью грузовых миссий компании SpaceX.
Эти результаты подтверждают и дополняют ранее полученные данные о негативном влиянии космоса на человеческий организм. Так, исследование 2022 года установило, что астронавты, проведшие в космосе более шести месяцев, теряют костную массу в объеме, эквивалентном нескольким десятилетиям старения на Земле. Ранее ученые также высказывали предположения о необходимости генетической модификации человека для успешной колонизации Марса.
Несмотря на тревожные выводы, исследование принесло и позитивные результаты. Ученые обнаружили, что повреждения и ускоренное старение стволовых клеток начинали обращаться вспять, когда их возвращали в молодую и здоровую тканевую среду. Этот факт указывает на потенциальную возможность омоложения стареющих клеток, что имеет огромное значение не только для космонавтов, но и для медицины на Земле.
Полученные данные помогут в разработке новых методов защиты здоровья астронавтов во время длительных полетов. Кроме того, космическая среда становится уникальной моделью для изучения процессов старения человека и таких заболеваний, как рак, в ускоренном режиме. Эти знания становятся особенно актуальными в новую эру коммерческих космических полетов и расширения исследований на низкой околоземной орбите.
Изображение носит иллюстративный характер
Особое внимание ученых привлекло усиление активности в так называемом «темном геноме» — малоизученных участках генома, связанных со стрессом и старением. Эти изменения, по сути, повторяли естественные процессы старения клеток на Земле, но происходили в ускоренном темпе. Данное открытие представляет собой серьезную проблему для планирования долгосрочных космических миссий, включая полеты на Марс и колонизацию других планет.
Исследовались гемопоэтические стволовые и прогениторные клетки (HSPCs), которые играют решающую роль в поддержании здоровья иммунной системы и противораковом надзоре организма. Эти клетки были получены из костного мозга людей, давших согласие на участие в исследовании во время операций по замене тазобедренного сустава.
Работа, опубликованная 4 сентября в журнале Cell Stem Cell, проводилась под руководством соавтора исследования Катрионы Джеймисон, директора Института стволовых клеток Сэнфорда и профессора медицины в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Для мониторинга и отслеживания клеточных изменений использовались инструменты визуализации на основе искусственного интеллекта (ИИ).
Для проведения эксперимента клетки выращивались в специальном нанобиореакторе. Исследования проводились параллельно на Земле и в космосе в рамках четырех отдельных миссий на Международную космическую станцию (МКС). Доставка биологического материала на МКС осуществлялась с помощью грузовых миссий компании SpaceX.
Эти результаты подтверждают и дополняют ранее полученные данные о негативном влиянии космоса на человеческий организм. Так, исследование 2022 года установило, что астронавты, проведшие в космосе более шести месяцев, теряют костную массу в объеме, эквивалентном нескольким десятилетиям старения на Земле. Ранее ученые также высказывали предположения о необходимости генетической модификации человека для успешной колонизации Марса.
Несмотря на тревожные выводы, исследование принесло и позитивные результаты. Ученые обнаружили, что повреждения и ускоренное старение стволовых клеток начинали обращаться вспять, когда их возвращали в молодую и здоровую тканевую среду. Этот факт указывает на потенциальную возможность омоложения стареющих клеток, что имеет огромное значение не только для космонавтов, но и для медицины на Земле.
Полученные данные помогут в разработке новых методов защиты здоровья астронавтов во время длительных полетов. Кроме того, космическая среда становится уникальной моделью для изучения процессов старения человека и таких заболеваний, как рак, в ускоренном режиме. Эти знания становятся особенно актуальными в новую эру коммерческих космических полетов и расширения исследований на низкой околоземной орбите.
