Будущие миссии на Луну, Марс и далее
Когда человечество задумается о долгосрочных миссиях на Луну, Марс и за их пределы, поддержание здоровья астронавтов станет столь же важным, как создание ракет или обитаемых модулей. В журнале npj Microgravity опубликована статья, в которой исследуются возможности синтетической биологии для решения этой задачи.
Вызовы для организма человека в космосе
В суровых условиях космоса человеческое тело сталкивается с проблемами, к которым Земля нас не подготовила: изоляция, микрогравитация и радиация нарушают работу иммунной системы, повышая риск инфекций, хронического воспаления и заболеваний.
Интересно, что новые исследования ВИЧ открывают уроки, которые могут помочь будущим исследователям устойчиво жить, регенерировать ресурсы в замкнутых системах и даже производить индивидуальные лекарства вдали от Земли.
В центре исследований — инфламмасома
В основе этих исследований лежит инфламмасома — крошечный, но мощный белок внутри наших иммунных клеток. Действуя как сигнализация безопасности, инфламмасома обнаруживает проблемы, такие как вирусные частицы, стресс или повреждение клеток, и запускает воспаление, высвобождая молекулы, такие как интерлейкин-1β и интерлейкин-18.
Быстрая реакция жизненно важна для борьбы с инфекциями, но она сопряжена с риском: если инфламмасома остаётся включённой слишком долго, она вызывает постоянное воспаление, которое ослабляет организм, а не защищает его.
При ВИЧ-инфекции учёные обнаружили, что инфламмасомы играют двойную роль. На ранних стадиях они помогают сдерживать вирус, усиливая иммунную защиту. Но со временем, особенно если их не контролировать, они способствуют вредному хроническому воспалению, которое повреждает здоровые клетки, ускоряет старение и вызывает другие заболевания даже у пациентов, принимающих эффективное антиретровирусное лечение.
Перспективы синтетической биологии
Понимание того, как сбалансировать активность инфламмасомы, может помочь экипажам оставаться здоровыми в космосе. Если воспаление можно будет регулировать должным образом, астронавты смогут быстрее восстанавливаться после травм и эффективнее противостоять инфекциям, снижая свою зависимость от поставок с Земли.
Это поддерживает концепцию замкнутых экосистем, где пища, вода и медицинские ресурсы регенерируются на борту. Контроль воспаления также важен для защиты тканей от космического излучения, которое повреждает ДНК и вызывает стресс в клетках, заставляя инфламмасомы работать в усиленном режиме.
Возможно, наиболее перспективной является идея о том, что уроки, извлечённые из исследований ВИЧ, могут позволить астронавтам производить индивидуальные лекарства по мере необходимости. Понимая, как включать или выключать пути инфламмасомы в нужное время, будущие миссии могут использовать бортовые биореакторы или 3D-биопринтеры для производства персонализированных лекарств, а не брать с собой в космос целую аптеку.
В предстоящие десятилетия управление внутренним «пожаром» организма может оказаться столь же важным, как и любая система жизнеобеспечения. Разгадав, чему нас учит ВИЧ в отношении воспаления, мы можем дать будущим исследователям инструменты, необходимые для жизни, адаптации и процветания далеко за пределами Земли.
Предоставлено Universe Today.