По мере приближения новой эры пилотируемых космических исследований, когда на ближайшие десятилетия запланированы длительные полеты на Луну и Марс, ученые внимательно изучают, как космическая среда может негативно повлиять на иммунную систему астронавтов.
В частности, команда из Каролинского института в Швеции изучила, как микрогравитация, испытываемая космическими путешественниками, может повлиять на Т-клетки. Т-клетка — это тип лейкоцитов, называемый лимфоцитом, который играет решающую роль в борьбе с болезнями.
Результаты команды могут помочь объяснить, почему любые изменения в Т-клетках астронавтов, происходящие в космосе, могут сохраняться на Земле. Такие длительные изменения могут привести к тому, что Т-клетки станут менее активными и менее эффективными в борьбе с инфекцией, что сделает астронавтов уязвимыми для повторного появления латентных вирусов.
Такие данные будут полезны космическим агентствам, отправляющих людей за пределы Земли. NASA, например, уже смотрит в будущее, планируя лунные и даже марсианские пилотируемые миссии. Ожидается, что в рамках миссии Artemis-3 экипаж отправится на Луну в 2025 году. А дальнейшие программы по освоению космоса, по словам агентства, возможно, приведут людей на поверхность Марса уже в 2030-х годах.
«Если астронавты смогут совершать безопасные космические полеты, нам необходимо понять, как это влияет на их иммунную систему, и попытаться найти способы противодействия вредным изменениям в ней», — сказала Лиза Вестерберг, руководитель исследования и главный научный сотрудник отдела Каролинского института. В заявлении по микробиологии, опухолевой и клеточной биологии говорится, что теперь они «смогли исследовать, что происходит с Т-клетками, которые являются ключевым компонентом иммунной системы, при воздействии условий невесомости».
Вместо того, чтобы проводить эксперименты в космосе, Вестерберг и его команда перенесли немного космоса на Землю. Они использовали изготовленную на заказ водяную кровать, которая заставляет тело думать, что оно находится в невесомости, — метод, называемый «сухим погружением».
Восемь здоровых субъектов подвергались сухой иммерсии в течение 3 недель. Исследователи проводили анализы крови у этих испытуемых через различные промежутки времени: до эксперимента, затем через семь, 14 и 21 день после начала эксперимента и, наконец, через неделю после его завершения.
Они обнаружили, что Т-клетки испытуемых изменились в результате сухой иммерсии, в основном меняясь с точки зрения «экспрессии генов» или просто того, какие гены были активными, а какие неактивными. Экспрессия генов значительно изменилась после 7 и 14 дней невесомости, но самые резкие изменения произошли через 14 дней.
Гены Т-клеток также, по-видимому, перешли в более «незрелое» состояние во время этого процесса, то есть они вели себя так, как будто они не сталкивались с какими-либо вирусами или другими заболеваниями. Это то, что может иметь негативные последствия для здоровья в будущем.
«Т-клетки стали больше напоминать так называемые наивные Т-клетки, которые еще не сталкивались с какими-либо заболеваниями. Это может означать, что им требуется больше времени для активации и, таким образом, они становятся менее эффективными в борьбе с опухолевыми клетками и инфекциями», — говорится в заявлении Карлоса Галлардо Додда, соруководителя исследования, аспиранта кафедры микробиологии, опухолей и клеточной биологии Каролинского института.
Однако после 21 дня воздействия микрогравитации Т-клетки испытуемых, похоже, адаптировались к невесомости, при этом экспрессия генов в клетках вернулась почти к норме. Тем не менее, через 7 дней после окончания эксперимента команда обнаружила, что некоторые из первоначальных изменений в экспрессии генов, вызванных невесомостью, все же вернулись.
Теперь команда ученых попытается использовать зондирующую ракетную платформу, запускаемую в космическом центре Эсрейндж в Швеции, для дальнейшего изучения Т-клеток и влияния невесомости на их функции.
«Наши результаты могут проложить путь к новым методам лечения, которые обращают вспять эти изменения в генетической программе иммунных клеток», — заключил Додд.
Исследование команды было опубликовано 25 августа в журнале Science Advances.
