Факторы космического полёта, такие как изменение гравитации и нарушение циркадных ритмов, не говоря уже о радиации, оказывают значительное влияние на организм, включая атрофию мышц и снижение плотности костей. Это может даже повлиять на способность производить здоровое потомство.
Изучение воздействия космического полёта на половые клетки — клетки-предшественники яйцеклеток и сперматозоидов — особенно важно, поскольку они напрямую влияют на следующее поколение. Любые необратимые повреждения этих клеток, вероятно, будут переданы потомству. Предыдущие исследования эмбриональных стволовых клеток, подвергшихся воздействию космического пространства, выявили аномалии, но точная причина повреждений оставалась неизвестной.
Это вдохновило группу исследователей из Киотского университета проверить потенциальный вред для сперматогониальных стволовых клеток во время космического полёта и их потомства. Команда использовала стволовые клетки мышей, у которых репродуктивный цикл короче, чем у человека.
Этапы исследования
1. Исследователи сначала криоконсервировали стволовые клетки, а затем отправили их на Международную космическую станцию, где они хранились в глубокой заморозке в течение шести месяцев.
2. Клетки были возвращены в Киото, где команда не обнаружила видимых аномалий.
3. После размораживания и расширения in vitro исследовательская группа трансплантировала клетки в яички мышей.
Результаты были опубликованы в Stem Cell Reports.
Через три-четыре месяца потомство от этих замороженных клеток родилось естественным путём. При осмотре новорождённых мышей исследовательская группа обнаружила, что они здоровы и демонстрируют нормальную экспрессию генов. Эти результаты свидетельствуют о том, что криоконсервированные половые клетки сохраняют фертильность по крайней мере в течение шести месяцев.
«Важно изучить, как долго мы можем хранить половые клетки на Международной космической станции, чтобы лучше понять пределы хранения для будущих космических полётов человека», — говорит первый автор Мито Канацу-Шинохара.
Стволовые клетки многих видов могут быть криоконсервированы и при этом производить сперму, поэтому эти результаты способствуют закладке основы для разработки методов сохранения половых клеток во время будущих длительных космических миссий.
Исследовательская группа изначально предполагала, что космический полёт будет более вредным для сперматогониальных стволовых клеток, чем криоконсервация, из-за их чувствительности к радиации. Однако результаты показали обратное: хотя концентрация перекиси водорода, использованной для криоконсервации, была достаточной, чтобы уничтожить часть клеток, команда исследователей наблюдала минимальные различия между половыми клетками до и после космического полёта.
Тем не менее дополнительные оценки необходимы. Потомство мышей выглядит нормальным и не демонстрирует аномальных паттернов ДНК, но долгосрочные проблемы со здоровьем не могут быть исключены до тех пор, пока не будет проведён надлежащий анализ продолжительности жизни и фертильности этих мышей и последующих поколений мышей.
«У нас всё ещё есть некоторые сперматогониальные стволовые клетки, замороженные на Международной космической станции, поэтому мы продолжим проводить дальнейший анализ», — говорит Канацу-Шинохара.
Предоставлено Киотским университетом.