Космічні подорожі послаблюють нашу імунну систему: тепер вчені можливо дізналися, чому

Мікрогравітація в космосі порушує фізіологію людини й шкодить здоров’ю космонавтів, що вперше було виявлено під час перших місій “Аполлон”, коли після своїх польотів астронавти зазнавали порушення в роботі внутрішнього вуха, серцеву аритмію, низький кров′яний тиск, зневоднення та втрату кальцію з кісток.

Про це розповідають в Каліфорнійському університеті в Сан-Франциско (UCSF).

Одним з найбільш разючих спостережень після місій "Аполлон" було те, що трохи більш ніж половина астронавтів захворіли на застуду чи інші інфекції протягом тижня після повернення на Землю. Деякі астронавти навіть зазнали повторної активації “сплячих” вірусів, таких як вітряна віспа.

Ці висновки стимулювали проведення досліджень впливу слабкої гравітації або "мікрогравітації" на імунну систему, яку вчені вивчали десятиліттями від запусків пілотованих ракет, подорожей на шатлах та тривалих місій на космічній станції, або іноді шляхом імітації космічної гравітації у земних лабораторіях.

В останньому дослідженні, проведеному під керівництвом однієї з перших жінок-американських астронавтів, доктора філософії Міллі Г'юз-Фулфорд, дослідники UCSF та Стенфордського університету показали, що ослаблення імунної системи астронавта під час космічних подорожей, швидше за все, частково пов'язано з аномальною активацією імунних клітин, званих регуляторними Т-клітинами (їх ще називають Т-супресорами).

Т-супресори, як правило, запускаються для зменшення імунних реакцій, коли інфекція більше не загрожує організму, і вони являються важливими регуляторами імунної відповіді при різноманітних захворюваннях — від раку до COVID-19.

Однак в умовах мікрогравітації дослідники виявили зміни в Т-супресорах, які підготували їх до роботи навіть до того, як імунна система була витребувана.

Коли дослідники стимулювали імунну відповідь в імунних клітинах людини у зразках крові в мікрогравітації за допомогою хімічної речовини, яка часто використовується в дослідженнях для імітації збудника хвороби, вони виявили, що Т-супресори допомагають придушити викликану імунну відповідь.

Це непередбачуване відкриття опубліковано 7 червня в журналі Nature Scientific Reports.

Г'юз-Фулфорд стала першою жінкою-спеціалістом з корисного навантаження, яка відправлялася на орбіту навколо Землі зі своїми експериментами в 1991 році, і протягом десятиліть, аж до смерті від лейкемії в лютому цього року, вона вивчала вплив мікрогравітації на здоров'я, спочатку з акцентом на остеопороз, а пізніше сфокусувалася на імунній системі.

Як науковий співробітник Медичного центру у справах ветеранів Сан-Франциско та викладачка UCSF, Г'юз-Фулфорд була наставником амбіційних космічних вчених, включаючи спів-головних дослідників цього останнього імунологічного дослідження.

Джордан Спац, доктор філософії, космічний вчений і студент-медик UCSF, який став співавтором дослідження після смерті Г'юз-Фулфорд, зазначив, що в міру того, як космічні подорожі стають дедалі комерціалізованими та більш розповсюдженими, занепокоєння з приводу стану здоров'я космічних мандрівників ймовірно зростатиме.

"На початку космічної програми більшість астронавтів були молодими й надзвичайно здоровими, але зараз вони, як правило, мають набагато більшу підготовленість і старші", - каже Спац. "Крім того, окрім космонавтів, разом з комерціалізацією космічних польотів буде набагато більше людей старшого віку та менш здорових, які зазнаватимуть мікрогравітацію. З точки зору космічної медицини, ми бачимо, що мікрогравітація робить багато поганого для людського організму, і ми сподіваємося отримати можливість пом'якшити деякі наслідки мікрогравітації під час космічних подорожей".

Нове вчення вдосконалило попереднє дослідження, очолюване Г'юз-Фулфорд, і підтвердило деякі її попередні висновки з експериментів у космосі та в модельованій мікрогравітації, а також сприяло додатковим молекулярним відкриттям. Раніше Г'юз-Фулфорд виявила слабкіші реакції Т-лімфоцитів імунної системи, деякі з яких безпосередньо атакують конкретні патогени, а деякі допомагають організувати імунну відповідь.

"Це подвійний удар", - сказав співавтор Бріс Годільєр, доктор медичних наук, доктор філософії, доцент кафедри анестезії Медичної школи Стенфордського університету. "Існує ослаблення реакцій імунної активації Т-лімфоцитів, а також підсилення імуносупресивних реакцій з боку Т-супресорів".

Дослідники також виявили, що лімфоцити Т-кілери були менш активними в умовах імітованої мікрогравітації, тоді як В-клітини, що виробляють антитіла, виявилися незмінними.

Дослідники змоделювали мікрогравітацію в зразках крові за допомогою спеціалізованої циліндричної посудини для клітинних культур з моторним проводом для обертання - інструмент, який вже давно використовується для дослідження мікрогравітації, але метод одноклітинного аналізу був унікальним.

Вчені ідентифікували окремі імунні клітини за певним типом та використовували металеві мітки та мас-спектроскопію для одночасного виявлення та кількісного визначення десятків білків, які відіграють певну роль в імунній функції, на додаток до підтвердженя раніше визначених моделей зміненої генної активації.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.