Недавнее революционное исследование, опубликованное 19 декабря 2024 года учеными Института Скрипса в США, продемонстрировало, что человеческие мозговые клетки могут выживать в течение длительного времени на низкой околоземной орбите. Это открытие открывает новые возможности для разработки лечения нейродегенеративных заболеваний.
В 2019 году команда американских исследователей отправила кластеры нейронной ткани человека, выращенной в лаборатории, известной как 'органоиды', на Международную космическую станцию (МКС) для месячного эксперимента. По возвращении ученые обнаружили, что человеческие нейроны не только выжили, но и созрели быстрее, чем те, что были выращены на Земле.
Доктор Цзян Лоринг, молекулярный биолог из Скрипса, заявила: 'Тот факт, что эти клетки выжили в космосе, стал огромным сюрпризом. Это прокладывает путь для будущих космических экспериментов, в которых мы можем включить другие части мозга, пораженные нейродегенеративными заболеваниями.'
МКС предоставляет уникальную возможность для научных исследований, позволяя изучать влияние микрогравитации на человеческие клетки, что имеет значительные последствия как для астронавтов, так и для исследований здоровья на Земле. Это исследование также может помочь в моделировании заболеваний и разработке лекарств.
Под руководством молекулярного биолога Давиде Маротты исследование сосредоточилось на влиянии микрогравитации на человеческие мозговые клетки, особенно на нейронах, пораженных такими состояниями, как рассеянный склероз и болезнь Паркинсона. Органоиды были созданы с использованием стволовых клеток человека от здоровых доноров и пациентов с этими заболеваниями.
Исследователи подготовили органоиды в специализированных контейнерах на Земле, разделив их на две группы: одна осталась на Земле, а другая была отправлена в космос. По возвращении органоиды были тщательно исследованы на предмет различий.
Удивительно, но органоиды, которые путешествовали в космос, показали более высокое развитие генов, связанных с созреванием клеток, в то время как количество генов, связанных с пролиферацией клеток, было ниже по сравнению с теми, которые остались на Земле. Это указывает на то, что, хотя органоиды в космосе размножались медленнее, они созревали быстрее.
Еще одно замечательное открытие заключается в том, что органоиды, которые путешествовали в космос, показали меньшее количество генов, связанных со стрессом, и меньше воспалений, чем ожидали исследователи, по сравнению с органоидами на Земле. Это может быть связано с тем, что условия микрогравитации ближе к условиям внутри человеческого черепа, чем к более стрессовым лабораторным условиям на Земле.
Лоринг отметила: 'Уникальные свойства микрогравитации могут также оказывать влияние на человеческий мозг; в микрогравитации нет течения, что означает, что вещи не движутся.' Она добавила: 'Я считаю, что эти органоиды в космосе стали более похожи на человеческий мозг, потому что они не подвергаются чрезмерному воздействию окружающей среды.' Это предполагает, что они формируют своего рода мини-мозг или миниатюрную версию человеческой мозговой среды.
Эти результаты указывают на то, что микрогравитация может служить симулированной моделью для более естественных условий для мозговых органоидов по сравнению с теми, которые изучаются на Земле, что может сделать ее идеальной средой для изучения того, как мозговые клетки реагируют на определенные стимулы или лекарства в условиях, более близких к тем, с которыми сталкивается человеческий мозг в повседневной жизни.
Лоринг заключила: 'Следующим шагом, который мы планируем, является изучение части мозга, наиболее сильно затронутой болезнью Альцгеймера. Мы также хотим выяснить, есть ли различия в том, как нейроны соединяются друг с другом в космосе. С такими типами исследований нельзя полагаться на предыдущие работы для предсказания результатов из-за отсутствия предыдущих исследований. Мы находимся на ранних стадиях этих экспериментов... мы в небе, но на уровне земли этого исследования.'