Описание: Исследователи NASA обнаружили, что стволовые клетки, выращенные в условиях микрогравитации на Международной космической станции, приобретают усиленные противовоспалительные свойства и остаются безопасными для медицинского применения.

Специалисты отправили на Международную космическую станцию образцы человеческих стволовых клеток с целью разработать методику их ускоренного выращивания. Однако результаты превзошли ожидания исследователей. Вместо увеличения скорости размножения клетки приобрели необычные свойства — значительно усилились их противовоспалительные способности. Об этом открытии рассказал научный сотрудник из клиники Майо Абба Зубайр в одном из последних выпусков подкаста космического агентства.

Зубайр специализируется на исследовании мезенхимальных стромальных клеток, которые рассматриваются как перспективный материал для восстановительной медицины и терапии различных воспалительных заболеваний. Такие клетки извлекают из костного мозга и других биологических тканей, но воспроизведение их в больших количествах в лабораторных условиях связано со значительными сложностями. Когда клетки начинают делиться, некоторые из них утрачивают первоначальные свойства стволовых клеток.

Исследователи предположили, что отсутствие гравитации может воздействовать на механизм деления клеток. В период с 2016 по 2017 год образцы материала были доставлены на космическую станцию, где астронавты проводили культивирование в специальных биологических реакторах. Одновременно в земной лаборатории выращивали аналогичные образцы для сравнения результатов.

Первоначальное предположение не подтвердилось. Клетки, находящиеся на орбите, размножались с той же скоростью, что и их земные аналоги. Однако детальное исследование выявило неожиданный результат: мезенхимальные клетки, развивавшиеся в условиях невесомости, продемонстрировали гораздо более сильные свойства по подавлению воспалительных процессов в организме.

Согласно мнению Зубайра, увеличение противовоспалительных характеристик клеток открывает возможность добиться более значительного лечебного результата, используя меньшее количество материала. Это особенно важно при лечении инсульта, когда воспалительные процессы и отечность могут наносить дополнительный ущерб мозговым тканям. Клиника Майо активно исследует применение этих клеток для контроля воспалительной реакции у пациентов с инсультом.

Исследовательская группа провела проверку, не повредила ли космическая среда безопасность клеток для использования в медицине. Проведенный анализ хромосомного материала, степени повреждения генетического кода и потенциальных признаков раковой трансформации не обнаружил серьезных отклонений. Образцы культивировались в стерильных условиях, а защита космической станции оказалась достаточной для предотвращения значительного генетического повреждения от космического излучения.

Первые детальные результаты этой работы были опубликованы в 2020 году. С того времени научная группа продолжает анализ полученных материалов, изучая изменения в активности генетических структур. Параллельно исследования на МКС расширились и включили изучение процессов формирования и деградации костной ткани. Во время продолжительного пребывания в невесомости космонавты теряют примерно один процент костной массы ежемесячно, поэтому одинаковые клеточные механизмы представляют интерес как для земной медицины, так и для планирования будущих длительных полетов в космос.

Парадоксально, но главный итог космического проекта противоположен первоначальной цели. Международная космическая станция не стала производственным центром для массового изготовления стволовых клеток. Однако микрогравитация продемонстрировала потенциал для изменения характеристик этих клеток. Теперь ученые стремятся выяснить, какие именно молекулярные процессы обеспечивают повышенную эффективность клеток, выращенных в космосе, и возможно ли воспроизвести данный эффект в земных условиях.