Космические исследования помогут земной науке

Однако целью проводимых в этой области исследований является не только обеспечение безопасности космических полетов, но и улучшение медицинских технологий, способных найти применение на Земле.

Одним из аспектов негативного влияния космической радиации является повреждение ДНК, генетического материала практически каждой клетки нашего организма. При повреждении ДНК возрастает риск возникновения злокачественных опухолей. Целью нового исследования профилей экспрессии микроРНК в культуре человеческих фибробластов в космосе (Микро-7) является изучение влияния гравитации на повреждение и восстановление ДНК. Так как контролируемых источников радиации на борту космической станции не существует, для создания повреждений ДНК будет использован химиопрепарат блеомицин.

При воздействии радиации на клетки организма человека происходит их повреждение с последующим восстановлением, являющееся начальной стадией возникновения злокачественной опухоли, - объясняет ведущий исследователь Джонсоновского космического центра НАСА в Хьюстоне (NASA’s Johnson Space Center, Houston) Хонглу Ву (Honglu Wu). Клетки, поврежденные космической радиацией, также испытывают воздействие невесомости, которая вызывает изменения экспрессии генов даже без дополнительного воздействия ионизирующего излучения. Таким образом, пребывание в космосе представляет двойную угрозу для человеческого организма.

В предыдущих исследованиях для симуляции воздействия радиации на клетки использовалось воздействие частиц высокой энергии, что вызывало повреждение клеток или индуцировало развитие злокачественных новообразований. Результаты этих исследований использовались для оценки степени риска воздействия радиации для астронавтов. Однако отсутствие оценки влияния невесомости делало эти прогнозы менее точными по сравнению с результатами исследования Микро-7.

В исследовании Микро-7 впервые будет изучено поведение культуры фибробластов в условиях космоса. Фибробласты представляют собой не делящиеся клетки, составляющие большинство клеток человека. Они образуют каркас органов и тканей и играют ключевую роль в заживлении ран.

Целью исследования является оценка повреждения ДНК клеток на основании изучения изменений в небольших, не кодируемых формах РНК, известных как микроРНК, которые влияют на экспрессию генов в клетках. При сравнении изменений, происходящих в клетках в космосе и на Земле, будут выявлены неизвестные функции микроРНК, а также процессы, регулируемые ею в нашем организме. Сходства и различия этих изменений способствуют улучшению нашего понимания фундаментальных биологических процессов, являющихся ключевыми для поддержания нормального функционирования клеток.

В будущем Ву хотел бы использовать контролируемый источник облучения в условиях орбитальной станции, такой как портативный рентгеновский аппарат, для облучения культур клеток небольших животных строго определенными дозами радиации. На Земле клетки испытывают воздействие таких же доз, что обеспечит сопоставимость степени повреждения ДНК. Ву не исключает наличия возможности использования сканера плотности костей или другого оборудования на борту орбитальной станции в ближайшем будущем.

В случае установления идентичности характера повреждения клеток в космосе и при злокачественных новообразованиях, данные Микро-7 могут помочь пониманию природы заболевания и разработке новых лекарственных препаратов.

Если мы больше узнаем о механизмах повреждения ДНК в условиях космоса, это также может помочь в разработке методов лучевой терапии рака, - комментирует Ву. Существует проблема резистентности некоторых опухолей к облучению. Но, возможно, существует много способов сделать их более или менее чувствительными к радиации, что обеспечит большую эффективность лечения.

Исследование будет проводиться на базе орбитальной станции SpaceX-3 и начнется 16 марта 2014 г. Финансирование осуществляется в рамках Программы космической биологии НАСА (NASA’s Space Biology Program); необходимое оснащение предоставлено Bioserve Space Technologies, Университет Колорадо (University of Colorado).