Рыбки данио помогут сберечь здоровье человека в космосе

Астронавты, длительное время находящиеся в космосе, могут подвергаться опасности изменений микробиома кишечника, реактивации спящих вирусов, лейкемии и сбоев в работе митохондрий, и это лишь несколько примеров, но новое исследование на рыбках данио продемонстрировало, как индуцированная гибернация может помочь ограничить риск.

Идея заснуть в дальнем перелете кажется хорошим способом скоротать время, но вот проспать шестимесячное путешествие на Марс несколько затруднительно. Астронавтам, направляющимся на Красную планету, придется бороться не только со скукой. Космическая среда с высоким уровнем радиации может иметь ряд неблагоприятных последствий для здоровья человека, включая атрофию мышц, потерю костной массы и помутнение зрения.

Подходя к этой проблеме, ученые из Королевского университета в Белфасте черпали вдохновение в том, как некоторые виды используют спячку для защиты от неблагоприятных условий, и обратились к рыбкам данио для дальнейшего изучения идеи. Рыбки данио часто служат моделями для научных исследований, поскольку имеют удивительно похожий на человеческий геном, и эти усилия ранее продемонстрировали, как можно лучше бороться со слепотой, понимать сон и восстанавливать поврежденные сердца. На этот раз ученые вызвали у рыбок такую форму спячки, как оцепенение, которая снижает метаболическую активность.

Ученые вызвали оцепенение у одной группы рыбок данио, а другая группа стала контрольным образцом, причем обе группы подвергались воздействию радиации, которую люди должны были испытать в шестимесячном путешествии на Марс. Затем использовали геномный анализ для исследования экспрессии генов в обеих группах.

У обычных рыбок данио ученые наблюдали признаки окислительного стресса, повреждения ДНК, передачу сигналов гормона стресса и изменения цикла клеточного деления. У впадающих в спячку рыбок данио ученые обнаружили, что более низкая метаболическая активность обеспечивает защитный эффект от излучения за счет снижения окислительного стресса и увеличения обнаружения и удаления неправильно свернутых белков.

«Наши результаты показывают, что, находясь в индуцированном оцепенении, рыбки данио показали, что снижение метаболизма и концентрации кислорода в клетках способствует меньшему окислительному стрессу и большей устойчивости к радиации», - говорит Томас Кэхилл, соавтор исследования. «Это понимание того, как снижение уровня метаболизма может обеспечить защиту от радиационного воздействия и поможет людям достичь подобного вида гибернации, противодействуя измерениям, с которым они в настоящее время сталкиваются во время космического полета».

Предстоит проделать большую работу, прежде чем будет доказана эффективность метода для астронавтов, но ученые описывают это как убедительное первоначальное свидетельство. Сама идея не новая. ЕКА проводит собственное исследование последствий гибернации астронавтов не только по состоянию здоровья, но и потому, что это может уменьшить количество расходных материалов, необходимых для космического путешествия, а значит масса космического корабля уменьшится на треть.

Исследование было опубликовано в журнале MDPI Cells.