Зачем американцам на МКС человеческие мозги?

В начале августа на Международную космическую станцию (МКС) отправятся стволовые клетки человека, из которых ученые попытаются вырастить трехмерные модели мозга — так называемые сфероиды или мини-мозги.


Стволовые клетки — универсальные клетки организма, которые могут превращаться в любой другой тип клеток под воздействием определенных химических сигналов. Они могут быть получены из разных источников, в том числе из кожи или крови взрослого человека. Такие клетки называются индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками (iPSC).

На борту МКС iPSC будут стимулироваться для того, чтобы сформировать нейроны — клетки мозга, отвечающие за передачу электрических и химических сигналов. Кроме того, будут созданы микроглия и астроциты — два других вида клеток мозга, которые выполняют различные функции, такие как защита от инфекций и обеспечение структурной поддержки.

Эти три типа клеток будут объединяться в небольшие сферы диаметром около 0,5 мм — сфероиды или мини-мозги. Они являются упрощенными моделями человеческого мозга, которые имитируют его анатомическую организацию и функциональную активность.

Сфероиды можно использовать для моделирования разных заболеваний головного мозга, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона или шизофрения. Также они позволяют тестировать новые лекарства и методы генной терапии на трехмерных моделях человеческого мозга, не задействуя животных.

Зачем же нужно выращивать мини-мозги именно в космосе? Дело в том, что в условиях земной гравитации сфероидам трудно придать желаемую трехмерную форму. Они могут быть деформированы или слипаться друг с другом. В космосе же, где гравитация практически отсутствует, сфероиды могут расти более равномерно и симметрично.

Кроме того, в космосе можно изучать, как микрогравитация влияет на нервную систему. Известно, что длительное пребывание в космосе вызывает у космонавтов ряд проблем со здоровьем, в том числе с сердечно-сосудистой и опорно-двигательной системами. Например, отсутствие гравитации приводит к потере костной массы и мышечного тонуса. Также может страдать мозг, который подвергается стрессу и изменениям в работе нейронов.

Поэтому ученые хотят выяснить, как мини-мозги реагируют на условия космического полета и как это можно использовать для разработки профилактики и лечения разных неврологических расстройств. Также они планируют провести эксперимент по генной терапии на сфероидах, которая должна быть направлена только на нейроны, а не на другие типы клеток.

Стволовые клетки будут отправлены на МКС в рамках 19-й коммерческой миссии по пополнению запасов НАСА, которая запланирована на 1 августа и стартует с авиабазы ​​Уоллопс в Вирджинии. Они будут размещены в специальном биореакторе, который обеспечит им необходимые условия для выживания и развития. После окончания эксперимента мини-мозги вернутся на Землю для дальнейшего анализа.