Доктор Милли Хьюз-Фулфорд была одной из первых женщин-космонавтов. До своей смерти в феврале 2021 года она возглавляла группу исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) и Стэнфордского университета в исследовании роли регуляторных Т-клеток (Tregs) в дисфункции иммунной системы во время космических путешествий.
- С тех пор, как полеты Аполлона начались почти 60 лет назад, ученые наблюдают за негативным влиянием космических путешествий на здоровье.
- Новое исследование пришло к выводу, что пониженная гравитация нарушает работу иммунной системы, снижая иммунный ответ.
- Это исследование может проложить путь к разработке методов, снижающих ослабление иммунной системы во время длительного исследования космоса.
Ведущим автором нового исследования является доктор Джордан Спатц, научный сотрудник и космический исследователь UCSF, а старшим автором - доктор Брис Годильер, доцент кафедры анестезии Медицинской школы Стэнфордского университета.
Исследование опубликовано в последнем издании
Ученые-космонавты знают, что воздействие микрогравитации или слабой гравитации может нанести ущерб здоровью человека.
По возвращении на Землю астронавты "Аполлона" перенесли ряд болезней. Более половины из них заболели простудой или другими инфекциями в течение 1 недели после завершения поездки.
Некоторые космонавты имели дело с нарушениями внутреннего уха, низким кровяным давлением , аритмией и реактивацией вируса ветряной оспы. Некоторые также потерянный костный кальций или были обезвожены.
Эти открытия вдохновили исследователей на изучение влияния микрогравитации на иммунную систему.
За последние 6 десятилетий ученые вели такие исследования во время запусков ракет, полетов шаттлов, условий космических станций и моделирования земной гравитации в лаборатории.
Treg играют жизненно важную роль в регулировании многих типов иммунных ответов. Часто эти клетки ослабляют иммунный ответ по мере ослабления инфекции.
Они участвуют во многих процессах, в том числе оральная толерантность, который представляет собой «активный процесс, при котором иммунная система не реагирует на перорально вводимый антиген», например, на пищу. Tregs также играют роль в устойчивости к инфекциям, чувствительности к аллергии, иммунной памяти ипереносимость трансплантации, при котором иммунная система не атакует пересаженную ткань.
Результаты текущего исследования показывают, что космические путешествия активируют Treg раньше, тем самым ослабляя иммунную систему, прежде чем угроза будет устранена.
Ученые подвергли образцы крови восьми здоровых взрослых участников симуляции микрогравитации.
Они загрузили образцы в машину, разработанную Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), названную сосудом с вращающейся стенкой , подвергнув образцы 18-часовому воздействию либо 1-гравитации, то есть силы тяжести, испытываемой на Земле, либо микрогравитации.
Используя новый одноклеточный анализ, исследователи смогли определить отдельные иммунные клетки по типу, чтобы обнаружить и подсчитать белки, участвующие в иммунной функции.
Это исследование предлагает более глубокое понимание клеточных взаимодействий, которые объясняют иммуносупрессивные эффекты микрогравитации.
По словам исследователей, отсутствие гравитации вызывает многоклеточный ответ, который может снизить устойчивость к патогенам.
Удивительно, но когда команда стимулировала иммунный ответ в образцах крови двумя молекулами, имитирующими патоген, Treg ослабили результирующий иммунный ответ, прежде чем он успел отреагировать на угрозу.
Авторы исследования сообщают: «Наши данные показывают, что воздействие [микрогравитации] приводит к широкому подавлению способности иммунных клеток реагировать на мощный активирующий стимул […] и согласуются с предыдущими транскриптомными анализами иммунных клеток человека, подвергшихся воздействию окружающей среды космического полета. . »
Доктор Годильер называет это «двойным ударом», состоящим из «подавления иммунных реакций активации Т-лимфоцитов, но также и обострения иммуносупрессивных реакций со стороны Treg». Т-лимфоциты, которые также называют Т-лимфоцитами, играют центральную роль в реакции организма на патогены. В условиях микрогравитации Т-клетки менее чувствительны. Однако B-клетки, продуцирующие антитела, не пострадали таким же образом.
Авторы исследования отмечают несколько ограничений. Они подчеркивают, что использование имитационной модели микрогравитации затрудняет обобщение результатов. Однако они утверждают, что это рентабельное экспериментирование может выявить новые биологические эффекты, которые впоследствии могут быть испытаны в полете.
Кроме того, дизайн исследования был сконцентрирован на одном временном моменте воздействия низкой гравитации. Команда считает, что дальнейшие расследования с дополнительными временными точками «оправданы и должны иметь высокий приоритет».
Кроме того, кратковременное время инкубации не давало достаточных возможностей для измерения различий в пролиферации клеток.
Оценка также отметила иммунный ответ на один стимул, ограничив анализ функционального ответа иммунных клеток на другие стимулы или патогены.
Сниженный иммунный ответ, повышенная активность патогенов и повышенное распространение вирусов у космонавтов в космосе создают значительные риски как для краткосрочных, так и для долгосрочных космических путешествий.
Доктор Спатц также выражает озабоченность по поводу растущего общественного спроса на космические путешествия:
«В начале космической программы большинство астронавтов были молоды и чрезвычайно здоровы, но теперь они, как правило, проходят гораздо больше подготовки и стали старше. Кроме того, […] с коммерциализацией космических полетов будет много пожилых и менее здоровых людей, испытывающих микрогравитацию ».
Ведущие и старшие авторы исследования полагают, что работа их команды может помочь в разработке мероприятий по уменьшению последствий подавления иммунитета во время космического полета.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен