Сохранившиеся в космосе стволовые клетки дали жизнь здоровым «космическим мышам»

Фото из открытых источников

С начала века растущее влияние изменения климата вдохновляло на планы освоения космоса. Для многих создание среды обитания в космосе и на других небесных телах – вопрос выживания, создания «запасных мест» для человечества, чтобы ни один катаклизм не привёл к нашему вымиранию. Это создаёт множество проблем, поскольку космические полёты сопряжены с многочисленными опасностями, включая радиационное облучение и физиологические и психологические последствия пребывания в условиях микрогравитации. Продолжающиеся исследования на борту Международной космической станции (МКС) показали, что к этим последствиям относятся мышечная атрофия, потеря плотности костей и генетические изменения.

Существует также множество вопросов без ответа о том, как пребывание в космосе может повлиять на нашу способность производить здоровое потомство. Особенно важно, как это повлияет на клетки-предшественники яйцеклеток и сперматозоидов («половые клетки»), поскольку любые необратимые повреждения, которые они получают, передаются потомству. Используя стволовые клетки мышей, исследователи из Киотского университета проверили потенциальный ущерб, который космический полет наносит половым клеткам и рожденному ими потомству. К счастью, в результате их эксперимента мышей появилось здоровое потомство, что является хорошей новостью для будущих поколений людей и животных, которые могут родиться в космосе.

Исследование, опубликованное в журнале Stem Cell Reports, проводилось под руководством Мито Канацу-Шинохара из Высшей медицинской школы Киотского университета и Японского агентства медицинских исследований и разработок (AMED). К нему присоединились коллеги из Киотского университета, включая Центр исследований и применения iPS-клеток и Институт передовых исследований биологии человека (WPI-ASHIBi), а также исследователи из Центра передовых интеллектуальных проектов RIKEN (AIP), Японского космического форума и Японского агентства аэрокосмических исследований (JAXA).

Предыдущие исследования эмбриональных стволовых клеток показали, что космические полёты приводят к аномалиям, но точная причина оставалась неизвестной. Это вдохновило профессора Канацу-Синохару и его коллег на проведение исследования, которое заключалось в отправке криогенных образцов стволовых клеток на МКС, где они хранились в течение шести месяцев. Стволовые клетки сперматозоидов мышей были специально отобраны, поскольку у них более короткий репродуктивный период, чем у человека. Затем эти клетки были возвращены в Киотский университет и исследованы, но никаких явных отклонений не выявлено.

Спустя три-четыре месяца образцы размораживали и вводили в яички самцов мышей, скрещиваемых с самками для получения потомства. Когда учёные обследовали этих детёнышей «космических мышей», они оказались здоровыми и демонстрировали нормальную экспрессию генов. Изначально учёные предполагали, что космический полёт будет более вреден, чем криоконсервация, из-за чувствительности стволовых клеток к радиации. Однако результаты показали, что, хотя перекись водорода, используемая при криоконсервации, и уничтожила часть клеток, последствия космического полёта оказались минимальными.

Более того, команда обнаружила, что криоконсервированные половые клетки сохраняют фертильность как минимум шесть месяцев.

«Важно изучить, как долго мы можем хранить половые клетки на МКС, чтобы лучше понять ограничения по хранению для будущих пилотируемых космических полётов. У нас всё ещё есть некоторое количество замороженных сперматогониальных стволовых клеток на МКС, поэтому мы продолжим дальнейшие исследования», - отметил профессор Канацу-Шинохара.

Эти результаты подтверждают результаты предыдущих исследований, показывающих, что стволовые клетки многих видов могут быть криоконсервированы в течение длительного времени и при этом продолжать производить сперму. Таким образом, эти результаты закладывают основу для сохранения стволовых клеток во время длительных космических миссий. Однако необходимы дополнительные исследования для выявления возможных долгосрочных проблем со здоровьем, которые нельзя исключить до тех пор, пока не будут проанализированы продолжительность жизни и фертильность этих мышей (а также их потомство). Аналогичным образом, исследование ещё далеко от проверки влияния космических полётов на фертильность и репродуктивную функцию человека.