Мы знаем, как действует сила тяжести на мышцы, кости и суставы наизнанку; он веками широко изучался в медицине. Однако долгое время оставалось загадкой, как именно гравитация влияет на клетки. Благодаря современной клеточной биологии и космическим технологиям мы теперь можем точно изучить, адаптированы ли клетки к жизни на Земле и каким образом. Например, в условиях невесомости нарушаются различные функции иммунной системы: фагоциты, известные как макрофаги, которые убивают и уничтожают вторгшиеся бактерии, больше не способны оптимально защитить человека от инфекций, поэтому космонавты часто страдают от них.
Профессор Оливер Ульрих из Института анатомии Цюрихского университета теперь хочет исследовать, как структура и метаболизм этих фагоцитов меняются во время трехдневного пребывания в невесомости. Образцы с иммунными клетками в настоящее время отправляются на Международную космическую станцию ??(МКС) в рамках так называемой миссии Cellbox, где они будут изучены в эксперименте.
Капсула Dragon с фиксированными образцами должна затопить в Тихом океане 18 мая.Три дня в невесомости
Эксперимент ISS фокусируется на долгосрочном воздействии невесомости на человеческие фагоциты, особенно на их цитоскелет и молекулы, которые важны для клеточной коммуникации. Во время параболических полетов с нулевой гравитацией в течение 22 секунд и при испытаниях исследовательских ракет с пятью минутами невесомости команда профессора Ульриха уже обнаружила, что клетки иммунной системы человека уже реагируют на отсутствие гравитации в течение нескольких секунд. Ключевые молекулярные функции для межклеточной коммуникации и миграции клеток немедленно нарушаются.
Основываясь на трехдневном эксперименте, исследователи теперь пытаются выяснить, действительно ли огромное количество изменений, происходящих в секундах или минутах невесомости, является процессами адаптации к новой среде или далеко идущими постоянными проблемами. «Проведение исследований на МКС — это как если бы — после изучения множества деревьев одно за другим — вы взбираетесь на гору, чтобы увидеть весь лес», — объясняет Ульрих. Этот эксперимент с МКС необходим, чтобы получить представление о процессах в клетках.Разобраться в жизни на Земле«Проведение исследований в космосе позволяет нам лучше понять жизнь на Земле», — объясняет профессор Цюрихского университета.
Только из этих результатов команда может сделать вывод, какие условия имеют решающее значение для развития сложной жизни и является ли Земля идеальным местом для необходимых клеточных процессов. По крайней мере, эксперимент Cellbox должен выявить свойства клеточной архитектуры, которые зависят от гравитационной силы Земли — и может ли гравитация быть ключевым условием существования многоклеточных организмов.
Базовые исследования, проводимые в лаборатории МКС, также имеют прямую практическую пользу: «Эксперимент предоставляет ключевые данные, которые позволяют нам более эффективно оценивать риск будущих космических полетов», — говорит Ульрих.Миссия Cellbox с иммунными клетками из Цюрихского университета финансируется Немецким аэрокосмическим центром (DLR) и проводится совместно с Магдебургским университетом Отто фон Герике.