В ходе исследования, проведенного с использованием живых мышечных клеток человека, отправленных на Международную космическую станцию (МКС), были получены новые сведения о том, как микрогравитация влияет на работу мышц.
В исследовании, проведенном командой из Стэнфордского университета (США), использовались мышечные чипы — биоинженерные структуры, содержащие ориентированные мышечные клетки, — для изучения влияния космических путешествий на здоровье мышц и тестирования потенциальных методов лечения.
Исследование, опубликованное в журнале Stem Cell Reports, показало, что мышечные клетки, подвергшиеся воздействию микрогравитации, демонстрируют метаболические изменения, свидетельствующие о нарушении регенерации мышц, и активность генов, аналогичную той, что наблюдается при возрастной потере мышц, или саркопении.
«Космос — это уникальная среда, которая ускоряет процессы старения и нарушает здоровые функции. У космонавтов часто наблюдается атрофия мышц из-за отсутствия гравитации, что препятствует активному использованию мышц«, — объясняет Нган Хуанг, доцент Стэнфорда.
Исследователи обнаружили, что в мышцах, выращенных в условиях микрогравитации, снижено формирование мышечных волокон и изменена активность генов. В частности, гены, связанные с функцией митохондрий, были нарушены, а гены, связанные с образованием жира, были повышены. Это говорит о том, что микрогравитация может привести к нарушениям в процессе регенерации мышц.
В рамках эксперимента по проверке концепции астронавты обработали мышечные чипы препаратами, направленными на борьбу с саркопенией или способствующими регенерации мышц. Лечение частично смягчило негативные последствия микрогравитации, предотвратив сдвиг в сторону образования жира и выровняв активность генов в соответствии с земными образцами.
Исследование подчеркивает потенциал платформ для создания тканевых чипов в условиях микрогравитации для изучения различных заболеваний и скрининга лекарств, что позволяет обойтись без использования животных или людей.
Команда планирует продолжить исследования, а на 2025 год запланирован еще один космический полет для дальнейшего изучения методов лечения мышечных нарушений, вызванных микрогравитацией.