Космические полеты ускоряют старение стволовых клеток человека

Исследование, проведенное учеными из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) и опубликованное в журнале Cell Stem Cell, выявило, что длительное пребывание в космосе ускоряет процесс старения гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток (HSPCs) человека. Эти клетки играют ключевую роль в поддержании здоровья крови и иммунной системы.

В ходе исследования, охватившего четыре миссии SpaceX на Международную космическую станцию (МКС), использовалась платформа нанобиореакторов с элементами искусственного интеллекта для мониторинга стволовых клеток в реальном времени. Эти миниатюрные лаборатории позволили ученым наблюдать за клетками в условиях микрогравитации и космической радиации.

Результаты показали, что стволовые клетки, проведшие на орбите от 32 до 45 дней, демонстрировали признаки ускоренного старения: они теряли способность к регенерации и производству здоровых клеток, проявляли повышенную уязвимость к повреждениям ДНК, а также укорачивание теломер. Наблюдались признаки клеточного воспаления и стресса в митохондриях, а также активация ранее неактивных участков генома.

«Космос — это сильнейший стресс-тест для человеческого тела», — отметила доктор Катриона Джеймисон, директор Института стволовых клеток Сэнфорда и ведущий автор исследования. — «Эти выводы критически важны, поскольку они показывают, что стрессовые факторы космоса, такие как микрогравитация и космическое галактическое излучение, могут ускорять молекулярное старение кровяных стволовых клеток. Понимание этих изменений не только помогает нам защитить астронавтов во время длительных миссий, но и позволяет моделировать процессы старения и такие заболевания, как рак, на Земле».

Исследование опирается на предыдущие работы, включая исследование NASA Twins Study, которое изучало влияние длительного космического полета на астронавта Скотта Келли. Тогда были зафиксированы изменения в экспрессии генов, длине теломер и иммунной системе, причем некоторые из этих изменений сохранялись даже после возвращения на Землю.

Важно отметить, что некоторые из обнаруженных повреждений оказались обратимыми. Когда клетки, подвергшиеся воздействию космоса, были помещены в более благоприятную среду на Земле, наблюдалось частичное восстановление их функций. Это открывает перспективы для разработки контрмер и терапевтических вмешательств, направленных на защиту и «омоложение» клеток, что имеет значение как для здоровья астронавтов, так и для понимания механизмов старения и возрастных заболеваний на Земле.