Космические путешествия ослабляют нашу иммунную систему: теперь ученые возможно узнали, почему

Микрогравитация в космосе нарушает физиологию человека и вредит здоровью космонавтов, что впервые было обнаружено во время первых миссий "Аполлон", когда после своих полетов астронавты испытывали нарушения в работе внутреннего уха, сердечную аритмию, низкое кровяное давление, обезвоживание и потерю кальция из костей.

Об этом рассказывают в Калифорнийском университете в Сан-Франциско (UCSF).

Одним из самых поразительных наблюдений после миссий "Аполлон" было то, что немного более половины астронавтов заболели простудой или другими инфекциями в течение недели после возвращения на Землю. Некоторые астронавты даже подверглись повторной активации «спящих» вирусов, таких как ветряная оспа.

Эти выводы стимулировали проведение исследований влияния слабой гравитации или "микрогравитации" на иммунную систему, которую ученые изучали десятилетиями от запусков пилотируемых ракет, путешествий на шаттлах и длительных миссий на космической станции, или иногда путем имитации космической гравитации в наземных лабораториях.

В последнем исследовании, проведенном под руководством одной из первых женщин-американских астронавтов, доктора философии Милли Хьюз-Фулфорд, исследователи UCSF и Стэнфордского университета показали, что ослабление иммунной системы астронавта во время космических путешествий, скорее всего, частично связано с аномальной активацией иммунных клеток, называемых регуляторными Т-клетками (их еще называют Т-супрессорами).

Т-супрессоры, как правило, запускаются для уменьшения иммунных реакций, когда инфекция больше не грозит организму, и они являются важными регуляторами иммунного ответа при различных заболеваниях — от рака до COVID-19.

Однако в условиях микрогравитации исследователи обнаружили изменения в Т-супрессорах, которые подготовили их к работе даже до того, как иммунная система была востребована.

Когда исследователи стимулировали иммунный ответ в иммунных клетках человека в образцах крови в микрогравитации с помощью химического вещества, которое часто используется в исследованиях для имитации возбудителя болезни, они обнаружили, что Т-супрессоры помогают подавить вызванный иммунный ответ.

Это непредвиденное открытие опубликовано 7 июня в журнале Nature Scientific Reports.

Хьюз-Фулфорд стала первой женщиной-специалистом по полезной нагрузке, которая отправлялась на орбиту вокруг Земли со своими экспериментами в 1991 году, и в течение десятилетий, вплоть до смерти от лейкемии в феврале этого года, она изучала влияние микрогравитации на здоровье, сначала с акцентом на остеопороз, а позже сфокусировалась на иммунной системе.

Как научный сотрудник Медицинского центра по делам ветеранов Сан-Франциско и преподаватель UCSF, Хьюз-Фулфорд была наставником амбициозных космических ученых, включая со-главных исследователей этого последнего иммунологического исследования.

Джордан Спац, доктор философии, космический ученый и студент-медик UCSF, который стал соавтором исследования после смерти Хьюз-Фулфорд, отметил, что по мере того, как космические путешествия становятся все более коммерциализированными и более распространенными, беспокойство по поводу состояния здоровья космических путешественников вероятно будет возрастать.

"В начале космической программы большинство астронавтов были молодыми и очень здоровыми, но сейчас они, как правило, имеют гораздо большую подготовленность и старше", - говорит Спац. "Кроме того, помимо космонавтов, вместе с коммерциализацией космических полетов будет гораздо больше людей старшего возраста и менее здоровых, которые будут испытывать микрогравитацию. С точки зрения космической медицины мы видим, что микрогравитация делает много плохого для человеческого организма, и мы надеемся получить возможность смягчить некоторые последствия микрогравитации во время космических путешествий".

Новое учение усовершенствовало предварительное исследование, возглавляемое Хьюз-Фулфорд, и подтвердило некоторые ее предварительные выводы из экспериментов в космосе и в моделируемой микрогравитации, а также способствовало дополнительным молекулярным открытиям. Ранее Хьюз-Фулфорд обнаружила слабые реакции Т-лимфоцитов иммунной системы, некоторые из которых непосредственно атакуют конкретные патогены, а некоторые помогают организовать иммунный ответ.

"Это двойной удар", - сказал соавтор Брис Годильер, доктор медицинских наук, доктор философии, доцент кафедры анестезии Медицинской школы Стэнфордского университета. "Существует ослабление реакций иммунной активации Т-лимфоцитов, а также усиления иммуносупрессивных реакций со стороны Т-супрессоров".

Исследователи также обнаружили, что лимфоциты Т-киллеры были менее активными в условиях имитированной микрогравитации, тогда как В-клетки, вырабатывающие антитела, оказались неизменными.

Исследователи смоделировали микрогравитацию в образцах крови с помощью специализированного цилиндрического сосуда для клеточных культур с моторным приводом для вращения — инструмент, который уже давно используется для исследования микрогравитации, но метод одноклеточного анализа был уникальным.

Ученые идентифицировали отдельные иммунные клетки с определенным типом и использовали металлические метки и масс-спектроскопию для одновременного выявления и количественного определения десятков белков, которые играют определенную роль в иммунной функции, в дополнение к подтверждению ранее выявленных моделей измененной генной активации.

[-сosmos-noviny-]