Беременность в космосе - ученые изучат стволовые клетки в невесомости
Ученые изучат, безопасно ли размножаться в космосе.
Воздействие радиации на наши клетки, приводящее к повреждению ДНК, хорошо задокументировано. Что менее ясно, так это то, как более низкие уровни гравитации, которые ученые называют микрогравитацией, повлияют на механизмы и ритмы, происходящие в наших клетках.
Ученые только начинают исследовать, как воздействие микрогравитации может повлиять на активность наших клеток. Важно отметить, что эксперименты с эмбриональными стволовыми клетками и модели того, как эмбрионы развиваются в первые несколько недель в космосе, помогут нам определить, смогут ли люди производить потомство во внепланетных колониях будущего.
Способность к размножению в космосе была оценена у нескольких животных, включая насекомых, земноводных, рыб, рептилий, птиц и грызунов. Они обнаружили, что такие организмы, как рыбы, лягушки и гекконы, безусловно, могут производить оплодотворенные яйца во время космического полета, которые могут жить и размножаться на Земле.
Но у млекопитающих картина сложнее. Исследование мышей, например, показало, что их эстральный цикл, часть репродуктивного цикла, был нарушен воздействием микрогравитации. Другое исследование показало, что воздействие микрогравитации вызывает негативные неврологические изменения у крыс. Гипотетически эти эффекты могут также передаваться последующим поколениям.
Вероятно, это происходит потому, что наши клетки не приспособлены к работе в условиях микрогравитации. Они эволюционировали миллионы лет на Земле, в ее уникальном гравитационном поле. Гравитация Земли является частью того, что закрепляет и оказывает физическую силу на наши ткани, наши клетки и наше внутриклеточное содержимое, помогая контролировать определенные движения внутри клеток. Изучение этого называется механобиологией.
Деление клеток и движение генов и хромосом внутри них, что имеет решающее значение для развития плода, также работает с силой гравитации и против нее, какой мы знаем ее на Земле. Из этого следует, что системы, разработанные для идеальной работы в условиях земного притяжения, могут быть повреждены изменением силы гравитации.
Когда эмбрион впервые начинает делиться, в процессе, называемом дроблением, скорость деления может быть выше на одном конце эмбриона, чем на другом. Здесь играет роль гравитация, определяющая положение самых первых кирпичиков в жизни человека.
Гравитация также помогает установить правильный план тела плода, гарантируя, что правильные клетки развиваются в нужных местах, в нужном количестве и с правильной пространственной ориентацией.
Исследователи изучают, влияют ли микрогравитации на эмбриональные стволовые клетки, которые являются «плюрипотентными» и могут развиваться во все клетки тела. В настоящее время есть некоторые свидетельства того, что когда эмбриональные стволовые клетки грызунов подвергаются воздействию микрогравитации, это может повлиять на их способность превращаться в желаемые типы клеток.
Также возможно получение плюрипотентных стволовых клеток человека из нормальных зрелых клеток нашего организма, которые называются индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками. Они также были изучены в условиях микрогравитации, и эксперименты на Земле показали, что индуцированные стволовые клетки размножаются быстрее в смоделированной микрогравитации. Две партии этих стволовых клеток в настоящее время находятся на Международной космической станции, чтобы посмотреть, можно ли воспроизвести эти результаты в космосе.
Если взрослые стволовые клетки действительно будут размножаться быстрее в космосе, это может открыть дверь для коммерческих производителей стволовых клеток, чтобы производить эти клетки на орбите, поскольку на Земле трудно культивировать достаточное количество стволовых клеток для лечения дегенеративных заболеваний с помощью терапии стволовыми клетками.
Помимо нормальных клеточных процессов, также неясно, как воздействие микрогравитации повлияет на оплодотворение, выработку гормонов, лактацию и даже само рождение.
Похоже, что кратковременное воздействие микрогравитации, возможно, на полчаса, вероятно, не окажет слишком большого влияния на наши клетки. Но более длительное воздействие дней или недель, вероятно, будет иметь эффект. Это не учитывая влияние радиации на наши клетки и ДНК, но мы уже знаем, как защититься от радиации.
Ученые ищут два способа защиты от неблагоприятного воздействия микрогравитации на нашу биологию: вмешательство на клеточном уровне с помощью лекарств или нанотехнологий и вмешательство на уровне окружающей среды путем имитации земной гравитации в космических кораблях или внеземных колониях. Обе области исследования находятся на ранних стадиях.
Тем не менее, изучение стволовых клеток в космосе дает ценную информацию о том, как беременность может протекать, когда мы находимся вне гравитационного поля Земли. На данный момент тем, кому посчастливилось побывать в космосе, лучше не пытаться забеременеть до, во время или сразу после космического полета.
Источник: csn-tv.ru