«Запрещенные» опыты на орбите помогли «взломать» сразу несколько законов природы

Космос — это территория чудес. Там можно спокойно сделать то, что совершенно невозможно на Земле. Именно поэтому компания Axonis Therapeutics провела серию революционных опытов на орбите.

Вирусы, нейроны и микрогравитация

В августе 2023 года биотехнологическая компания из Бостона (США) доставила на МКС ценный груз. Это были капсулы, в которых находились замороженные векторные вирусы, зрелые нейроны и астроциты, клетки, помогающие нейронам держать нужную форму и способствующие ее развитию.

Затем прибывшие материалы были помещены в BioCell, специальный инкубатор для выращивания клеток. После настал черед вирусного вектора. Так ученые называют перепрограммированный вирус, способный доставлять полезную генную терапию прямо в клетки центральной нервной системы (ЦНС). В данном случае биоинженеры Axonis Therapeutics помимо основной «прививки» снабдили вектор еще и геном флуоресцентного белка. Это был своего рода индикатор. В том случае, если вирус успешно пробьется в нейроны и внедрит в них гены, нервные клетки начнут светиться нежным зеленым неоном.

Так и случилось. Не прошло и 72 часов, как клетки не только собрались в трехмерные органоиды (мини-копии человеческого мозга), но и, как ожидалось, стали светиться нужным цветом.




— Шейла Нильсен, сотрудник BioServe Space Technologies, компании, создавшей инкубатор BioCell.

Примечание: Шейн — это Шейн Хегарти, один из основателей и главный научный сотрудник Axonis Therapeutics.

На Земле это запрещено

Думаю, у вас в голове уже некоторое время крутится вопрос: «А зачем вообще проводить такие сложные опыты на орбите, затрачивая колоссальные средства. Ведь точно такие же эксперименты можно спокойно организовать в любом земной лаборатории».

Краткий ответ: нет, нельзя. Это невозможно технически.

Дело в том, что фармакологическим компаниям необходимо тестировать новые препараты. К примеру, только в Соединенных Штатах каждый год появляется 600 000 новых пациентов с диагнозом болезни Альцгеймера или Паркинсона. Также в США 18 000 человек ежегодно получают травмы спинного мозга. И всю армию больных надо постараться вылечить, ну или хотя бы облегчить их страдания.

Axonis Therapeutics разработала очень эффективное лекарство на основе модифицированного вируса, который, как уже было сказано, доставляет исцеляющий геном прямо в клетки ЦНС. Новый препарат отлично показал свое действие на лабораторных мышах. Но было одно очень большое но: генная терапия, эффективная с грызунами, частенько дает сбой с людьми.

И тогда в Axonis Therapeutics придумали провести опыты на абсолютно точной модели центральной системы. Тут-то и оказалось, что сделать это просто-напросто невозможно, так как земные условия, а именно притяжение планеты, в буквальном смысле запрещает такие процедуры.

Да, исследователям доступно выращивание клеток ЦНС на Земле, но это совсем не то, что нужно для проверки генной терапии. Дело в том, что земная гравитация разрешает органоидам вырастать исключительно в виде двухмерных однослойных структур. А исследователям были нужны исключительно трехмерные и сложные образования из клеток мозга. Вот тогда-то в Axonis Therapeutics и приняли решение вырастить в космосе высокоточную модель человеческого мозга.



Так, всего за 72 часа в космосе появились крошечные человеческие мозги. Надо сказать, что произошло это практически мгновенно, а на Земле эти процессы могут занимать долгие месяцы.

Территория чудес

По словам сотрудников Axonis Therapeutics, условия микрогравитации — это уникальная среда для науки, которая позволяет реализовать то, что запрещено и невозможно на Земле.

Например, в невесомости жидкости ведут себя совсем иначе. Поэтому вполне можно сформировать «невозможные» двухфазные системы: газ-жидкость, жидкость-жидкость. Это помогает разрабатывать более эффективные системы охлаждения и теплообмена.

Также в условиях микрогравитации белки и другие вещества образуют более крупные и устойчивые кристаллы. Молекулы с высокой точностью очень помогают тем же фармацевтам разрабатывать новые лекарства.



В невесомости можно создавать устойчивые плазменные кристаллы, недостижимые в условиях Земли. Это позволяет проводить эксперименты и совершать открытия в области квантовой механики.

Микрогравитация кардинально меняет рост, форму и поведение клеток организма. Таким образом, получается изучить изменения в экспрессии генов и способности клеток делиться. Эти данные чрезвычайно полезны для понимания процессов старения и поиска способов излечения от рака.

Перемешивание жидкостей и сплавов в невесомости исключает сегрегацию за счет силы тяжести. Это позволяет создавать однородные материалы с уникальными свойствами.