Выращенные в космосе мышцы показали ускоренное старение в условиях невесомости

Зелёный: жизнеспособность живой мышечной ткани (окрашивание Calcein AM, 4×). Красный: формирование саркомерной исчерченности в миотубах (окрашивание α-Актинином, 20×). Синий: ядра мышечных клеток в миотубах (окрашивание DAPI, 20×). Автор: Маддалена Парафати (Лаборатория Малани)

Саркопения — прогрессирующее и значительное снижение мышечной массы и силы — часто встречается у пожилых людей и, по оценкам, затрагивает до 50% людей в возрасте 80 лет и старше. Это состояние может привести к инвалидности, травмам от падений и связано с ухудшением качества жизни и повышенной смертностью. Помимо изменения образа жизни, в настоящее время не существует клинического лечения саркопении.

Космические полёты с отсутствием гравитации и ограниченной нагрузкой на мышцы вызывают мышечную слабость — ключевой признак саркопении — за короткий промежуток времени, что позволяет наблюдать возрастные атрофические изменения в ускоренном режиме. Этот относительно короткий период в космосе создаёт модель микрогравитации для изучения старения мышц и открывает возможности для исследования саркопении, которая на Земле развивается десятилетиями.

Чтобы понять изменения мышц в условиях невесомости, Сиобхан Малани, Маддалена Парафати и их команда из Университета Флориды (США) создали микроткани скелетных мышц из донорских биопсий и отправили их на Международную космическую станцию (МКС) на борту SpaceX CRS-25.

Результаты их исследования были опубликованы в журнале Stem Cell Reports.

Микроткани были взяты как у молодых активных доноров, так и у пожилых малоподвижных людей и культивировались в автоматизированной мини-лаборатории, которая, помимо регулярного питания и мониторинга культур, также позволяла проводить электрическую стимуляцию для имитации физических упражнений.

На Земле сила сокращения микротканей молодых активных людей была почти в два раза выше, чем у тканей пожилых малоподвижных доноров.

Уже через две недели в космосе мышечная сила молодых тканей начала снижаться и стала сопоставима с силой старых тканей. Аналогичная тенденция наблюдалась и для содержания мышечного белка: у молодых микротканей на Земле оно было выше, но в условиях микрогравитации снизилось до уровня, характерного для старых тканей.

Кроме того, космический полёт изменил экспрессию генов, особенно в молодых микротканях, и нарушил клеточные процессы, связанные с нормальной функцией мышц. Интересно, что электрическая стимуляция частично смягчила эти изменения в экспрессии генов.

«Используя электрические импульсы для имитации мышечных сокращений в реальном времени в космосе, мы можем симулировать упражнения и наблюдать, как это помогает защитить мышцы от быстрого ослабления в условиях невесомости», — пояснила Сиобхан Малани, один из ведущих исследователей.

«Этот технологический прорыв даёт представление о том, как мы можем сохранить здоровье мышц во время длительных космических миссий и, в конечном итоге, как бороться с возрастной потерей мышечной массы здесь, на Земле».

Исследование показывает, что саркопеническое снижение мышечной массы можно смоделировать за относительно короткий срок в космосе, что открывает путь для последующих исследований причин и потенциальных методов лечения саркопении, вызванной старением или космическими полётами.

Дополнительная информация: Microgravity Accelerates Skeletal Muscle Degeneration: Functional and Transcriptomic Insights from an ISS Muscle Lab-on-Chip Model, Stem Cell Reports (2025). DOI: 10.1016/j.stemcr.2025.102550. www.cell.com/stem-cell-reports … 2213-6711(25)00154-7