Покорение всё новых глубин космического пространства может стать для астронавтов не только захватывающим приключением, но и нанести вред их иммунной системе. Исследователи University of California 24 января 2014 года в журнале PLOS ONE опубликовали статью, посвящённую тому, как полёт на комическом корабле способен ослабить иммунную систему на примере дрозофил (плодовых мушек).
По словам Deborah Kimbrell, преподавателя Кафедры молекулярной биологии UC Davis College of Biological Sciences, которая проводила исследования, уже давно известно, что космический полёт откладывает свой отпечаток на иммунных реакциях. Иммунная система дрозофил имеет много общего с иммунной системой млекопитающих. В частности, она невероятно похожа на иммунную систему грызунов и людей. При финансовой поддержке NASA Kimbrell и её коллеги инициировали проведение первого исследования иммунитета дрозофил в различных гравитационных условиях –сначала при гипергравитации (увеличенная гравитация), а затем и микрогравитации.
Яйца плодовых мушек были помещены на борт космического челнока Discovery, которому предстояло совершить 12-дневнй полёт. Дрозофилам потребовалось порядка 10 дней дабы превратиться в взрослых особей. После того, как они возвратились на Землю, Kimbrell вместе со своими коллегами заразили плодовых мушек болезнетворными бактериями и грибковыми спорами. По словам биологов, дрозофилы способны противостоять этим инфекциями при помощи так называемых Toll-рецепторов (в случае с грибком) и посредством гена Imd («immune deficiency»). Эксперимент показал, что организм дрозофил успешно отражал атаки микробов, но не грибков.
И Imd и Toll-рецепторы имеют аналоги в организме человека и других млекопитающих. В 2011 году за открытие Toll -рецепторов врождённого иммунитета у мух и млекопитающих даже была присуждена Нобелевская премия в области физиологии и медицины.
При проведении наземных экспериментов исследователи обнаружили, что когда дрозофилы были испытаны в центрифуге в условиях гипергравитации, то сопротивление их организма к грибку было выше.
Будущие космические корабли, разрабатываемые для длительных космических миссий, вполне вероятно будут оснащены специальными устройствами, которые будут поддерживать долгую работу мышечной и костной тканей астронавтов. По словам Kimbrell, это благоприятно бы сказывалось на иммунной системе астронавтов.
Как же микрогравитации влияет на иммунную систему? Kimbrell объясняет, что он работает над двумя гипотезами, которые будут протестированы на дрозофилах и в последующем на людях.
Во-первых, космические полёты дрозофил продемонстрировали высокий уровень экспрессии генов белков теплового шока, которые производятся в ответ на физиологический стресс. Белки шока теплоты непосредственно связаны с Toll- рецепторами. Вторая гипотеза предусматривает, что микрогравитации вмешивается в поведение белков вне клетки – области, которая является более важной для Toll-рецепторов, нежели Imd.
Команда планирует провести дальнейшие исследования с плодовыми мушками на борту Международной космической станции.
