Беременность в космосе: изучение стволовых клеток в невесомости может определить, безопасно ли это

Беременность в космосе: изучение стволовых клеток в невесомости может определить, безопасно ли это

Космос — это враждебная, экстремальная среда. Это лишь вопрос времени, когда обычные люди будут подвержены воздействию этой среды, либо участвуя в космическом туризме, либо присоединяясь к самодостаточным колониям далеко от Земли.

Нам необходимо гораздо более глубокое понимание того, как экологические опасности космоса повлияют на биологию наших клеток, тканей, органов и сознания. Для будущих космических колоний нам необходимо знать, можем ли мы легко размножаться в условиях, отличных от тех, которые существуют на Земле.

Воздействие радиации на наши клетки, приводящее к повреждению ДНК, хорошо задокументировано. Менее ясно, как микрогравитация повлияет на процессы, происходящие в наших клетках.

Ученые только начинают исследовать, как микрогравитация может повлиять на активность наших клеток. Важно отметить, что эксперименты с эмбриональными стволовыми клетками и модели развития эмбрионов в первые несколько недель в космосе помогут нам определить, реально ли для человека произвести потомство в условиях, отличных от земных.

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, вполне могут производить оплодотворенные яйца во время космического полета, и детеныши смогут потом жить и размножаться на Земле.

Но картина у млекопитающих более сложная. Например, исследование показало, что их репродуктивный цикл нарушается под воздействием микрогравитации. Другое исследование показало, что влияние микрогравитации вызывает негативные неврологические изменения у крыс. Гипотетически они могут также передаваться последующим поколениям.

Вероятно, это происходит потому, что наши клетки не эволюционировали для работы в условиях микрогравитации. Они развивались на Земле на протяжении миллионов лет, в уникальном гравитационном поле. Гравитация Земли является частью того, что оказывает физическое воздействие на наши ткани, наши клетки и внутриклеточное содержимое.

Деление клеток и движение генов и хромосом, которые имеют важное значение для развития плода, также зависят от земной силы тяжести. Системы, развившиеся таким образом, чтобы работать идеально в условиях земной гравитации, могут пострадать при изменении ее силы.

Ученые исследовали, подвержены ли эмбриональные стволовые клетки, которые являются плюрипотентными и могут развиваться в любые клетки организма, воздействию микрогравитации. В настоящее время имеются свидетельства того, что, когда стволовые клетки зародышей грызунов подвергаются микрогравитации, их способность превращаться в желаемые типы клеток страдает.

Можно производить плюрипотентные стволовые клетки человека из нормальных зрелых клеток наших тел, которые называются индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками. В ходе экспериментов ученые обнаружили, что индуцированные стволовые клетки распространяются быстрее в условиях смоделированной микрогравитации. Две партии этих стволовых клеток в настоящее время находятся на Международной космической станции, чтобы посмотреть, могут ли эти результаты быть воспроизведены в космосе.

Если взрослые стволовые клетки будут распространяться быстрее в космосе, то мы сможем производить эти клетки на орбите, так как на Земле трудно культивировать достаточное количество стволовых клеток, которые необходимы для лечения дегенеративных заболеваний.

Помимо обычных клеточных процессов, также неясно, как оплодотворение, выработка гормонов, лактация и даже само рождение будут затронуты воздействием микрогравитации.

Похоже, что кратковременное воздействие микрогравитации, возможно, на полчаса, вероятно, не окажет слишком большого влияния на наши клетки. Но более длительные воздействия, вероятно, будут иметь эффект. Также нельзя не учитывать воздействие радиации на наши клетки и ДНК..

Ученые предлагают два способа защиты от негативного воздействия микрогравитации на нашу биологию: вмешательство на клеточном уровне путем использования лекарств или нанотехнологий, либо вмешательство на экологическом уровне путем имитации земной гравитации Земли в космических аппаратах или колониях. Обе области исследований находятся на начальной стадии.