Новое исследование выявило, что космическое пространство способствует ускорению возрастных изменений в человеческом теле. Анализ образцов тканей, доставленных на ближнюю орбиту Земли, продемонстрировал, что пребывание в космосе уменьшает активность клеток, увеличивает повреждения ДНК и обостряет признаки старения в теломерах – участках, защищающих концы хромосом.
По мнению исследователей, космическое пространство оказывает крайне негативное воздействие на организм человека. Воздействие таких стрессовых факторов, как микрогравитация и галактическое космическое излучение, неблагоприятные факторы, такие как космическая радиация, могут ускорять молекулярное старение кроветворных стволовых клеток. Изучение этих изменений имеет решающее значение не только для обеспечения здоровья космонавтов во время продолжительных космических перелетов, но и для разработки моделей старения и таких заболеваний, как рак, на Земле. Это приобретает особую важность в связи с расширением коммерческих космических путешествий и исследований.
Для более глубокого изучения этих эффектов на молекулярном уровне исследователи создали систему биореактора, предназначенную для культивирования и наблюдения за человеческими кроветворными стволовыми и прогениторными клетками (ГСК) в условиях микрогравитации. Данные клетки выполняют важнейшую функцию в формировании и поддержании кроветворения. Экспериментальные платформы были отправлены на Международную космическую станцию с помощью миссий снабжения SpaceX, где они находились от 32 до 45 дней.
Влияние космического полета на клетки оказалось существенным. В условиях микрогравитации скорость образования воспалительных белков кроветворными стволовыми клетками возросла, что спровоцировало повышенную нагрузку и сокращение периода восстановления. Это привело к увеличению числа маркеров, обычно связанных со старением. Клетки стали хуже справляться с производством новых здоровых клеток и показали признаки износа. Ученых особенно заинтересовало укорочение теломер – защитных структур на концах хромосом, которые укорачиваются при каждом клеточном делении, что является явным признаком старения.
В результате воздействия сильного стресса отдельные клетки утратили возможность синтезировать белки, контролирующие активность так называемой «темной геномной материи» — областей «мусорной» ДНК, обычно находящихся в неактивном состоянии для обеспечения геномной стабильности. Активация этих участков способна нарушать иммунные процессы.
Несмотря на это, исследование содержит и позитивные результаты. После возвращения на Землю и размещения на молодые, здоровые костномозговые субстраты, некоторые повреждения клеток были устранены. Это свидетельствует о том, что негативные последствия, вызванные космическим полетом, могут быть обратимыми. Будущие исследования в этой области способны помочь в создании методов восстановления здоровья космонавтов и предоставить новые знания о процессах старения на Земле. Специалисты считают, что подобные модели ускоренного старения клеток в условиях космоса могут объяснить механизмы старения и возрастные заболевания, например рак, и способствовать разработке терапевтических подходов.
Результаты исследования появились в публикации в научном журнале .