|
Автостопом по галактике космической иммунологии
|
|
|
|
С появлением коммерческих космических полетов все большее число людей, возможно, отправится в космос в ближайшие годы. У некоторых даже появится шанс полететь на Луну или пожить на Марсе. Один из основных рисков для здоровья, связанных с космическими полетами, связан с иммунной системой, которая обычно борется с вирусами и раком. Уже установлено, что космические полеты ослабляют иммунитет; нынешние и бывшие астронавты сообщают о таких клинических проблемах, как респираторные заболевания и кожная сыпь. Эти проблемы могут стать еще более серьезными при длительных полетах, например, на Марс.
|
|
|
|
Чтобы лучше понять все аспекты иммунологии во время космических полетов, доцент университета Бак Дэн Винер, доктор медицинских наук, работает с коллегами, связанными с Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Европейским космическим агентством (ЕКА), Корнеллским университетом, Питтсбургским университетом, Университетом Торонто, авиационным университетом Эмбри-Риддла., и другие авторы составили всеобъемлющее руководство, описывающее весь спектр научных исследований, связывающих космические полеты и иммунную систему.
|
|
|
|
Учитывая обширную и быстро расширяющуюся базу знаний по этой теме, команда использовала название "астроиммунология" для определения подотдела иммунологии, посвященного изучению влияния космических полетов и связанных с ними стрессоров на иммунную систему. Работа опубликована в журнале Nature Reviews Immunology.
|
|
|
|
|
|
|
"Будущее человечества для некоторых людей будет заключаться в жизни в открытом космосе или на далеких планетах. Более масштабной целью создания этой новой области астроиммунологии является разработка контрмер для защиты здоровья тех, кто изучает жизнь за пределами Земли", - говорит Винер.
|
|
|
|
"Особенность этой работы в том, что мы даем комплексное механистическое представление о том, как все эти факторы стресса, связанные с космосом, взаимодействуют и изменяют физиологию иммунной системы, и, таким образом, мы определили сферу охвата целой области, по большей части, в рамках одной статьи. В качестве бонуса, многие из этих механизмов могут также иметь отношение к исследованиям старения".
|
|
Стрессовые факторы космического полета
|
|
|
|
Руководство начинается с описания того, как факторы стресса во время космического полета, включая микрогравитацию, космическую радиацию, изменения режима сна и бодрствования и физиологический стресс (из-за переменных, связанных с полетом), изучаются на Земле для имитации космического полета, и что мы узнали из этих исследований, уделяя особое внимание биологическим механизмам, с помощью которых эти факторы стресса воздействуют на организм. отрицательно влияют на иммунную функцию.
|
|
|
|
Далее авторы обсуждают, как перекрестные иммунные помехи во время космического полета изменяют микробиом космических путешественников и способствуют реактивации латентных вирусов. Затем авторы сосредоточивают свое внимание на том, как меняется иммунная система во время и после реального космического полета, используя результаты недавних полетов на Международную космическую станцию, исследования близнецов НАСА и миссии SpaceX Inspiration 4.
|
|
|
|
Их обсуждение объединяет данные современного многоатомного анализа этих исследований, предоставляя всестороннее и современное представление о современных механизмах, с помощью которых космический полет отрицательно влияет на иммунитет.
|
|
|
|
"Большинство классических данных иммунологии человека о космических полетах получены в результате фундаментальных исследований по фенотипированию — вы могли видеть, что космический полет влияет на иммунную систему, но было очень мало известно о том, почему иммунная система плохо функционирует в космосе", - говорит Винер, в настоящее время в его лаборатории ведется множество проектов, связанных с космосом.
|
|
|
|
"Теперь, когда исследователи включили в свою работу мультиомику, мы и другие специалисты можем определить механизмы и отличительные признаки иммунной дисфункции, связанной с космосом".
|
|
|
|
Затем в документе определяются клинические риски иммунной дисфункции в космосе и пути принятия контрмер, включая иммунный мониторинг, разработку протокола иммунного противодействия, вакцинацию и использование машинного обучения для прогнозирования применения космических нутрицевтиков.
|
|
|
|
Работа основана на исследовании, опубликованном лабораторией Винера в прошлом году в журнале Nature Communications, в котором представлен первый атлас иммунной системы человека в условиях искусственной микрогравитации с подтверждением в условиях космического полета, а также определены средства противодействия космическим нутрицевтикам, такие как кверцетин, которые могут быть использованы для нормализации иммунитета во время космических путешествий.
|
|
|
|
Наконец, авторы с нетерпением ожидают новых космических станций, Луны и Марса, обсуждая вопросы, связанные с подходами к созданию биобанков для изучения иммунной системы в космосе, включая биобанк аэрокосмической медицины Корнелла (CAMBank). Авторы также выделяют проблемы, присущие жизни на Марсе, такие как изменение силы тяжести, повышенная радиация и лунная или марсианская пыль, которые со временем могут повлиять на функцию иммунных клеток.
|
|
|
|
"Теперь мы можем точно отслеживать, как каждая клетка иммунной системы адаптируется к космосу и различным планетарным условиям, что может помочь в подготовке к новым полетам и обеспечить безопасность астронавтов", - говорит Кристофер Мейсон, доктор философии, всемирно известный профессор геномики и вычислительной биомедицины в Weill Cornell Medicine.
|
|
|
|
"Изучение астроиммунологии все еще находится на очень ранней стадии", - говорит Винер, который отмечает, что вскоре астронавты получат больше данных с мест. "Мы считаем, что эта статья закладывает основу для будущих исследований в области одной из систем организма, на которую в наибольшей степени влияют космические полеты. Это, безусловно, захватывающее время для участия в космических исследованиях".
|
|
Значение для исследований старения
|
|
|
|
В статье также подчеркиваются параллели между воздействием космических полетов и старения на иммунную систему, что свидетельствует о синергетических преимуществах обеих областей исследований. Хуэйсунь Ду, недавний выпускник лаборатории Винера, является ведущим автором исследования.
|
|
|
|
"Космический полет - отличная модель ускоренного старения", - говорит она, добавляя, что теперь исследователи могут увидеть детали того, как митохондрии выходят из строя в космосе. "В космосе митохондрии работают не так эффективно и начинают вырабатывать свободные радикалы. Те же процессы происходят и при старении".
|
|
|
|
Ду особенно взволнована работой, которая показывает, что цитоскелет, который придает клеткам форму и согласованность, становится неорганизованным в условиях микрогравитации.
|
|
|
|
"Что, если такая же дезорганизация происходит при старении?" она спрашивает. "Изучение этого явления в космосе может дать толчок усилиям, направленным на поддержание здоровья наших клеток с возрастом".
|
|
|
|
Источник
|
