Да, это суровая реальность: любая космическая командировка - не прогулка среди звезд. И влияние стресс-факторов на организм отменить невозможно. Хрящевая ткань из самых уязвимых: при невесомости, повышенном уровне радиации и электромагнитном излучении ускоряется разрушение. Процесс аналогичный старению суставов на Земле. Однако спасательный щит создать возможно. Ученые предположили, что лактоферрин - природный белок с выраженными защитными свойствами - способен помочь поддерживать метаболическую активность клеток и предотвращать разрушение хряща. Если гипотеза подтвердится, лактоферрин может стать частью профилактических программ не только для космонавтов, но и основой новых методов наземной терапии заболеваний суставов и позвоночника.
Для этого ученые изучают подвид стволовых клеток, которые способны превращаться в клетки костной, хрящевой и жировой тканей, играя важную роль в восстановлении повреждений органов и тканей организма. Для культивации таких клеток в условиях микрогравитации разработан специальный биореактор.
Что это такое? Образно говоря, "кассета". Система из ячеек и гидросистемы с моторчиками, фильтрами. Как поясняют ученые, клетка помещается в специальный внеклеточный матрикс из коллагена, затем на нее воздействуют ростовыми факторами и только после этого размещают в специальные ячейки гидросистемы, где поддерживаются не только определенная температура, но и параметры, имитирующие природные свойства ткани. Микрогравитация позволяет создавать экспериментальные модели заболеваний in vitro, которые невозможно имитировать в земных условиях. Это обеспечивает беспрецедентные возможности для прорывных научных исследований.
В частности, для эксперимента в биореактор были загружены 3D-сфероиды из хондроцитов - клеток, формирующих хрящевую ткань. "Мы уже знаем, как хондроциты ведут себя в наземных условиях. Теперь важно понять, что происходит с ними на орбите и можем ли мы предотвратить характерные для нахождения в космосе дегенеративные изменения", - говорит научный руководитель Научно-технологического парка биомедицины Петр Тимашев.
Главное сейчас - параллельное изучение двух групп образцов: контрольных и обработанных перспективным биологически активным веществом. С 2019 года в космос было отправлено 11 серий образцов. Биореактор "МСК-2" вернулся на Землю 9 декабря в спускаемом аппарате корабля "Союз МС-27" вместе с двумя российскими космонавтами и американским астронавтом. Исследовательская группа при Институте регенеративной медицины сразу приступила к комплексному анализу тканей. Полученные данные станут основой для следующих исследований: создания более сложных биоинженерных моделей тканей человека для испытаний на орбите. В том числе включая прототипы межпозвоночного диска и комбинированные тканеинженерные конструкции, которые войдут в научную программу Российской орбитальной станции.