Космические миссии ускоряют старение стволовых клеток: революционное исследование ученых Калифорнийского университета

Ученые из Института стволовых клеток Санфорда при Калифорнийском университете в Сан-Диего обнаружили, что пребывание в космосе ускоряет старение гемопоэтических стволовых и прогениторных клеток (ГСК), которые играют ключевую роль в формировании крови и поддержании иммунитета.

Результаты исследования, опубликованные в журнале Cell Stem Cell, были получены с использованием автоматизированных нанобиореакторов с искусственным интеллектом (ИИ), которые отслеживали изменения в стволовых клетках в режиме реального времени во время четырех миссий SpaceX на МКС.

Ключевые выводы:

• Клетки теряли способность к здоровому делению.
• Увеличивалось повреждение ДНК.
• Наблюдалось укорочение теломер (концевых участков хромосом) — признак ускоренного старения.

«Космос — это экстремальный стресс-тест для человеческого организма», — комментирует доктор Кэтрин Джеймисон, директор Института Санфорда. «Наши данные показывают, что факторы вроде микрогравитации и космической радиации запускают молекулярные механизмы старения в кроветворных клетках. Это важно не только для защиты астронавтов, но и для изучения рака и возрастных болезней на Земле».

Связь с прошлыми исследованиями

Работа основывается на данных проекта NASA «Близнецы», где астронавт Скотт Келли год провел на МКС, а его брат-близнец Марк оставался на Земле. Тогда ученые зафиксировали изменения в теломерах и экспрессии генов, частично исчезнувшие после возвращения на Землю. Новое исследование углубило эти данные, изучив старение на уровне клеток.

Технологический прорыв

Для эксперимента на МКС ученые разработали миниатюрные 3D-нанобиореакторы с ИИ-микроскопами, позволившие культивировать клетки в невесомости. Результаты:

1. Гиперактивность клеток — они быстрее расходовали ресурсы, теряя способность к восстановлению.
2. Активация «скрытых» участков генома, что повышает риск мутаций.
3. Митохондриальный стресс, ведущий к нарушению энергетического обмена.

Интересно, что при помещении клеток в «молодую» среду часть повреждений обратилась, что открывает пути для разработки методов омоложения клеток.

Практическое значение

1. Для космоса: Необходимы препараты, защищающие стволовые клетки астронавтов в длительных миссиях (например, на Марс).
2. Для медицины: Понимание механизмов старения поможет в борьбе с лейкемией и иммунодефицитами.

Компания Space Tango, участвовавшая в проекте, уже планирует новые эксперименты с улучшенными биосенсорами. «Космические миссии заставляют нас делать науку точнее», — отмечает Джеймисон.

В 2026 году запланированы совместные исследования с ESA и JAXA для тестирования генной терапии, способной блокировать старение клеток. Ученые также разрабатывают «биомаркеры старения» для ранней диагностики рисков у астронавтов и пациентов с онкологией.