Жизнь астронавтов на борту Международной космической станции, по мнению многих людей, ничем не отличается от жизни на Земле. Однако это заблуждение, так как многочисленные исследования представили неопровержимые доказательства того, что длительное пребывание в условиях микрогравитации приводит к значительным изменениям в человеческом организме. Полёт в космос также связан с получением значительной дозы радиационного облучения. Как микрогравитации, так и радиация, представляют серьезную угрозу для здоровья астронавтов. Исследования в этой области не только направлены на то, чтобы сделать космическое пространство более безопасным, но и усовершенствовать здравоохранение на Земле.
Одно из последствий воздействия космического излучения на организм человека – это повреждение ДНК — дезоксирибонуклеиновой кислоты – генетического материала, содержащегося практически в каждой клетке человеческого тела. Во время самовосстановления повреждённой ДНК могут происходить сбои, повышающие риск развития ракового заболевания. Новое исследование Micro-7 (MicroRNA Expression Profiles in Cultured Human Fibroblast in Space) посвящено анализу эффектов гравитации на процессы повреждения и восстановления ДНК.
Для того, чтобы максимально воссоздать процесс повреждения ДНК космическими лучами, планируется, воздействовать на клетки препаратом химиотерапии – блеомицином.
По словам Honglu Wu из Johnson Space Center, когда клетка человеческого организма подвергается воздействию радиации, происходит повреждение и практически одновременное восстановление ДНК, что считается начальным этапом развития опухоли. Он отмечает, что клетки, повреждённые космическим излучением, кроме всего прочего подвержены микрогравитации, которая, как известно, изменяет экспрессию генов даже без радиационного воздействия.
Предыдущие исследования были направлены на анализ клеток, максимально подверженных воздействию высокоэнергетических заряженных частиц. Учёные и медики используют эти данные о повреждении клеток и индукции опухолей для прогнозирования рисков возникновения раковых заболеваний у астронавтов. Однако предыдущие исследования не учитывали эффекты микрогравитации, делая вероятностные прогнозы более субъективными.
Исследования Micro-7 станет первым исследованием на борту Международной космической станции, в рамках которого будут использоваться фибробласты – клетки соединительной ткни организма, которыми представлена большая часть человеческого тела. Фибробласты формируют структуру для тканей и органов, выполняя важнейшую роль в заживлении ран.
Планируется, что исследование начнётся на борту орбитального комплекса 16 марта 2014 года. Micro-7 будет управлять Ames Research Center. Финансируется исследование в рамках программы NASA Space Biology.
Всё внимание исследователей будет направлено на изучение того, как клетки реагируют на повреждение ДНК в космическом пространстве. Исследуя изменения в «микроРНК», учёные попытаются выяснить, как гены экспрессируют в клетках. В ходе исследований также будет произведено сравнение поведения клеток в условиях космического полёта с наземными образцами, дабы установить неизвестные функции «микроРНК», регулируемые ими в организме человека. Сходства и различия космических и наземных данных также позволит усовершенствовать представления учёных о фундаментальных биологических процессах, которые играют чрезвычайно важную роль в поддержании нормального функционирования клеток.
В будущем Honglu Ву хотел бы, чтобы на космической станции был установлен радиационный источник, которым можно было бы управлять, например, переносной рентгеновский аппарат, для того, чтобы подвергать культивируемые клетки и мелких животных определённым дозам радиации непосредственно в условиях микрогравитации.
Honglu Ву отмечает, что, вполне возможно, такой на борту МКС появится в ближайшее время, путем перепрофилирования сканера плотности костной ткани или другого оборудования, установленного на борту космической станции.
Исследователи смогут использовать данные Micro -7 в будущих исследованиях, направленных на изучение клеточных изменений, происходящих во время космических полётов. В конечном итоге, это позволит лучше понять специфику заболеваний астронавтов и помочь в разработке новых лекарственных препаратов.
Honglu Ву подытоживает, что, чем больше учёные узнают о том, как клетки «ремонтируют» повреждённые участки ДНК, тем больше вероятность того, что удастся разработать прогрессивные методы лечения рака. По его словам, самая большая проблема, с которой сталкиваются медики, заключается в том, что многие опухоли устойчивы в радиации, следовательно, лучевая терапия рака в таких случаях малоэффективна.
