«Подопытный» выжил на низкой околоземной орбите
Американские исследователи отправили выращенные в лабораторных условиях образцы нервной ткани человека, известные как органоиды, в короткую поездку на Международную космическую станцию, и то, что они получили через месяц, поразило их.
Исследование, проведенное на Международной космической станции (МКС), показало неожиданные результаты: клетки мозга не только выживали в условиях невесомости, но и созревали быстрее, чем их аналоги на Земле.
Молекулярный биолог Джин Лоринг отметила значимость этого открытия, подчеркнув его потенциал для будущих экспериментов на участках мозга, пораженных нейродегенеративными заболеваниями. МКС предоставляет уникальные условия для такого рода исследований, позволяя нам изучать влияние микрогравитации на клетки человека и предоставлять возможность создавать модели заболеваний для разработки новых методов лечения.
Недавняя работа группы исследователей под руководством Давида Маротты из Национальной лаборатории МКС была сосредоточена на нейронах, пораженных такими заболеваниями, как рассеянный склероз и болезнь Паркинсона. Группа вырастила органоиды, используя стволовые клетки здоровых доноров и пациентов с этими патологиями. Эти клетки были возвращены на раннюю стадию развития, что позволило впоследствии индуцировать их в нейроны, в том числе корковые и дофаминергические, особенно пораженные рассматриваемыми заболеваниями.
Органоиды, содержащие микроглию — иммунные клетки мозга, были подготовлены в специально оборудованных криокамерах на Земле и разделены на две группы. Одна группа осталась на планете, а вторая провела месяц на низкой околоземной орбите. Вернувшись на Землю, исследователи провели анализ, чтобы определить различия между клетками, находившимися в космосе, и теми, которые остались на Земле.
Удивительно, но космические органоиды не только выжили, но и показали значительные различия в экспрессии генов по сравнению с образцами, выращенными на Земле. У космических органоидов была повышена экспрессия генов, ответственных за созревание клеток, в то время как уровни генов, связанных с пролиферацией клеток, были значительно ниже. Это говорит о том, что в условиях микрогравитации клетки размножались медленнее, но созревали быстрее.
Космические органоиды также экспрессировали меньше генов стресса и показали сниженное воспаление. Это открытие может быть связано с тем, что микрогравитация создает условия, более близкие к естественным условиям, в которых функционирует человеческий мозг. По словам Лоринга, отсутствие конвекции в космосе и взаимодействие клеток в закрытой среде делают их поведение более проницательным для естественных процессов, происходящих в мозге.
«В космосе органеллы, вероятно, больше похожи на мозг. Они образуют своего рода микрокосм мозжечка, действуя независимо от избытка питательных веществ или кислорода, что делает их поведение более естественным», — добавил биолог.
Теперь условия микрогравитации можно считать эффективной лабораторией для изучения реакции клеток мозга на определенные стрессоры и препараты, учитывая, что они ближе к тем, с которыми клетки сталкиваются в организме человека.
В дальнейшем ученые планируют продолжить свои эксперименты, желая изучить те области мозга, которые наиболее подвержены последствиям болезни Альцгеймера.
«Мы также намерены исследовать, есть ли какие-либо различия в том, как нейроны взаимодействуют друг с другом в пространстве», — сказала Джин Лоринг, подчеркнув, что они «находятся в самом начале исследования».