NPJ Microgravity: Микрогравитация усиливает способность клеток регенерировать

Стволовые клетки, выращенные в условиях микрогравитации на МКС, могут помочь в разработке новых биотерапевтических средств и лечении сложных заболеваний, уверены исследователи из клиники Мэйо.

Это подтверждает анализ исследований Фэй Абдул Гани и Аббы Зубаира, опубликованный в журнале NPJ Microgravity.

Абдул Гани — исследовательский технолог клиники Мэйо. Зубаир — эксперт по лабораторной медицине и медицинский директор Центра регенеративной биотерапии в клинике Мэйо во Флориде.

Доктор Зубаир рассказал, что изучение стволовых клеток в космосе помогло обнаружить клеточные механизмы, которые не были бы найдены в условиях нормальной гравитации. Это открытие имеет большую научную ценность и потенциальное клиническое применение.

Доктор Зубаир запускал эксперименты со стволовыми клетками на МКС три раза. В своей статье он рассматривает вопрос о том, является ли космос идеальной средой для выращивания стволовых клеток. Еще один важный вопрос — сохранят ли клетки, выращенные в космосе, свою силу и функции после возвращения на Землю.

Исследователь говорит, что цель космических исследований стволовых клеток — вырастить много безопасных и качественных стволовых клеток с минимальной дифференцировкой.

Мы надеемся, что изучение этих клеток поможет в лечении возрастных заболеваний: инсульта, деменции, нейродегенеративных болезней и рака.

Трудности выращивания стволовых клеток на Земле

Взрослые стволовые клетки, которые содержатся в костном мозге и жировой ткани, не делятся и не становятся специализированными клетками. Поэтому их количество в организме ограничено. Чтобы получить достаточно клеток для исследований или лечения пациентов, нужно размножить их. Это дорого и долго, а результаты могут быть непредсказуемыми.

Благодаря исследованиям на МКС ученые узнали больше о размножении, функционировании и превращении клеток. Они также выяснили, что микрогравитация способствует лучшему росту и работе клеток по сравнению с земными лабораториями.

Стволовые клетки лучше растут в космосе, потому что космическая среда создает более естественные условия для их развития. В космосе они разрастаются в трехмерном пространстве, как и в организме человека. А на Земле стволовые клетки выращиваются в двухмерной среде, которая хуже имитирует человеческую ткань, объясняет доктор Зубайр.

Открытия, сделанные с помощью стволовых клеток, выращенных в космосе

Межзвездные исследования стволовых клеток могут помочь в выращивании тканей для моделирования заболеваний. Выращенные в космосе стволовые клетки позволят создать модели рака и других болезней в чашке Петри. Эти модели помогут исследователям отслеживать развитие болезни и тестировать новые методы лечения.

Работы, подготовленные в клинике Мэйо и других медицинских центрах, показывают, что космические исследования могут применяться не только в лаборатории. Несколько линий стволовых клеток, выращенных в невесомости, доказали свою эффективность:

• Мезенхимальные стволовые клетки — это взрослые стволовые клетки, которые помогают заживлению тканей. Доктор Зубаир и его команда выяснили, что такие клетки, выращенные в условиях микрогравитации, обладают более сильным иммунодепрессивным действием.
• Гемопоэтические стволовые клетки могут восстанавливать кровь, бороться с инфекциями, останавливать кровотечения и переносить кислород. Эти клетки, выращенные на МКС, способны превращаться в красные или белые кровяные тельца. Возможно, однажды их будут использовать для лечения больных раком крови.
• Клетки-предшественники сердечно-сосудистой системы служат строительным материалом для кровеносных сосудов и сердечной мышцы, они играют важную роль в восстановлении мышц. Выращивание таких клеток в космосе может помочь восстанавливать ткани после сердечного приступа.
• Нейронные стволовые клетки находятся в центральной нервной системе и важны для развития, поддержания и восстановления мозга. Они могут регенерировать в невесомости и сохранять свои способности на Земле. Исследователи изучают возможность использования нейронных клеток из космоса в заместительной терапии при заболеваниях центральной нервной системы.

Препятствия на пути к исцелению

Исследования стволовых клеток в космосе перспективны, но ученые сталкиваются с проблемами. Клетки могут потерять способность функционировать после пребывания в условиях микрогравитации. Космическая радиация может повредить ДНК и повлиять на рост клеток. Есть опасения, что клетки, выращенные в условиях микрогравитации, могут стать раковыми. Но команда доктора Зубаира не обнаружила признаков повреждения хромосом, которые могли бы вызвать рак у мезенхимальных стволовых клеток, выращенных в космосе.

Исследования стволовых клеток в космосе находятся на начальном этапе, и все последствия размножения клеток в невесомости еще не изучены. Чтобы оценить клинический потенциал размноженных в космосе клеток, нужны дополнительные исследования и финансирование.

Доктор Зубаир считает, что космические исследования в этой области — только начало. По мере продолжения исследований по использованию космоса для регенеративной медицины можно будет шире взглянуть на применение стволовых клеток.

04.11.2024