Лекарства от мышечных нарушений испытывают с помощью космических путешествий
Космонавты проводят эксперименты на мышечных чипах. Автор: NASA
Тихий грохот пробежал под ногами Нган Хуанг, когда ракета, содержащая ее исследования (живые человеческие мышечные клетки, выращенные на каркасах, закрепленных на крошечных чипах), взлетела, набрала высоту и исчезла в небе, направляясь к Национальной лаборатории Международной космической станции. Эти чипы помогут Хуану лучше понять мышечные нарушения, часто наблюдаемые у космонавтов и пожилых людей, и протестировать лекарства для борьбы с этим заболеванием.
Теперь результаты вернулись. В отчете об исследовании , опубликованном 25 июля в журнале Stem Cell Reports, команда Хуанга показала, что мышцы, путешествующие в космосе, имеют метаболические изменения, которые указывают на нарушение регенерации мышц и активности генов, связанных с возрастной потерей мышечной массы, называемой саркопенией. Но медикаментозное лечение частично предотвратило неблагоприятные последствия микрогравитации.
Косми́ческое простра́нство, ко́смос (др.-греч. κόσμος «мир», «Вселенная») — относительно пустые участки Вселенной, которые лежат вне границ атмосфер небесных тел. Вопреки распространённым представлениям, космос не является абсолютно пустым пространством: в нём есть, хотя и с очень низкой плотностью, межзвёздное вещество (преимущественно молекулы водорода), космические лучи и электромагнитное излучение, а также гипотетическая тёмная материя. Википедия
Читайте также:Выживалка Ixion выйдет на консолях в 2025 году«Засланец из космоса» продолжит свою историю в четвертом сезонеStarfield не помеха моддингу. Костюм Бэтмена для космических приключений на Xbox«Star Trucker»: симулятор дальнобойщика в космосе выйдет в начале сентябряДата выхода ETS2 в космосе — продолжения The Case of the Golden Idol
«Космонавты возвращаются с мышечной атрофией или снижением мышечной функции, потому что мышцы не используются активно в отсутствие гравитации. Поскольку космические путешествия становятся все более распространенными и доступными для гражданских лиц, важно понять, что происходит с нашими мышцами. в условиях микрогравитации».
Чтобы понять влияние микрогравитации на мышцы, исследователи запустили мышечные чипы — биоинженерные пакеты ориентированных мышечных клеток на биоматериалах с рисунком, имитирующим структуру настоящих мышц — в космос, чтобы они росли в течение семи дней под присмотром астронавтов.
Когда исследователи сравнили мышечные клетки, выращенные в условиях микрогравитации, с клетками, выращенными на Земле, они обнаружили нарушение формирования мышечных волокон. Они также обнаружили различия в активности их генов и профиле белка. Гены, связанные с функцией митохондрий, от которых мышцы получают энергию, были нарушены, а гены, связанные с образованием жира, были усилены.
Эти результаты показывают, что микрогравитация может привести к нарушениям регенерации мышц.
Мышцы, побывавшие в космосе, также обладают генной активностью, которая чем-то напоминает мышцы с саркопенией, которая чаще всего поражает людей в возрасте 60 лет и старше.
«Мы думаем, что наше исследование мышечных чипов в условиях микрогравитации может иметь более широкие последствия для саркопении», — говорит Хуанг. «На Земле для развития саркопении обычно требуются десятилетия, и мы думаем, что микрогравитация может иметь некоторую способность ускорять процесс заболевания на несколько дней».
В эксперименте по проверке концепции мышечного чипа на предмет выявления лекарств космонавты добавили в него лекарства для лечения саркопении или улучшения регенерации мышц. Лечение частично смягчило некоторые негативные последствия микрогравитации на мышцы, предотвратив метаболический сдвиг в сторону образования жира.
Глядя на закономерности активности генов, мы видим, что обработанные лекарством мышцы в условиях микрогравитации больше похожи на образцы с Земли, чем на необработанные образцы в условиях микрогравитации.
Поскольку космические исследования являются трудоемкими и ресурсоемкими, нынешнее исследование является одноразовым экспериментом, и на борт ракеты было допущено ограниченное количество образцов. В настоящее время ученые используют оборудование, имитирующее микрогравитацию, чтобы преодолеть некоторые из этих ограничений и помочь своим исследованиям в космосе.
Мышечные чипы Хуана планируют отправиться в еще одно космическое путешествие в 2025 году, чтобы продолжить исследования по поиску лекарств для лечения нарушений регенерации мышц, вызванных микрогравитацией.
«Эта концепция платформы тканевых чипов в условиях микрогравитации является потенциально преобразующим инструментом, который может позволить нам изучать различные заболевания и проводить скрининг лекарств без использования животных или людей», — говорит Хуанг.
Больше информации: Skeletal Muscle-On-A-Chip in Microgravity As a Platform for Regeneration Modeling and Drug Screening, Stem Cell Reports (2024). DOI: 10.1016/j.stemcr.2024.06.010. www.cell.com/stem-cell-reports … 2213-6711(24)00190-5
Источник: Cell Press
0 комментариев