Ученые выяснили, как длительный космический полет влияет на иммунитет

Астронавт НАСА Серена Ауньон-Ченселлор предоставляет образец слюны на Международной космической станции. Ее образец будет использоваться для измерения гормонов стресса и других биомаркеров здоровья, которые могут показать, как ее иммунная система изменяется в космосе.

На Земле человеческое тело с правильно функционирующей иммунной системой будет работать, чтобы побороть инфекцию. Но в космосе той же иммунной системе придется работать немного усерднее, чтобы победить ту же инфекцию. В изолированной среде Международной космической станции многие факторы - физиологический стресс, нарушенные циркадные ритмы, радиация, микрогравитация и другие факторы космического полета - могут изменить иммунный ответ космонавта.

Пока НАСА готовит астронавтов к полетам на Луну и Марс, ученые, которым поручено обеспечить безопасность астронавтов, хотят знать: как длительные космические полеты повлияют на иммунные реакции и будут ли эти изменения достаточно значительными, чтобы повлиять на риски для здоровья экипажа и успех миссии?

Чтобы узнать больше, программа НАСА по исследованиям человека, или HRP , консультируется с доктором Брайаном Круцианом, ведущим ученым по иммунологическим исследованиям агентства. Основываясь на предыдущих исследованиях, карась в настоящее время наблюдает за исследованием конкретных биологических путей, посредством которых иммунная система реагирует во время космического полета.

«Иммунная система не застрахована от изменений, которым космонавты претерпевают в космосе», - отметил карась. «Поэтому мы действительно хотим знать клинические риски для миссий исследовательского класса в дальний космос. И как только мы узнаем об этих рисках, мы сможем помочь разработать стратегии по их снижению ».

Иммунная система - это сеть гормонов, клеток и органов, которая защищает наш организм от микробов и других патогенов, которые могут вызвать у нас болезни. Он также регулирует и координирует работу со многими другими системами организма. Однако пространство может вывести эту сеть из равновесия. Например, предыдущие исследования показывают, что у некоторых астронавтов белые кровяные тельца - клетки, которые борются с инфекцией - не всегда так эффективны для защиты организма, как на Земле. Это может вызвать пробуждение у космонавтов неактивных вирусов, которые мы носим в наших телах, таких как вирус, вызывающий опоясывающий лишай. Астронавт, испытывающий реактивацию латентного вируса, может заболеть и потенциально передать этот живой вирус другим членам экипажа.

«Как правило, у космонавтов проявляются незначительные симптомы реактивации скрытого вируса или их нет», - добавил карась. «Но мы не знаем, что может произойти, если миссии простираются в глубокий космос, где все факторы стресса усиливаются, и наша способность оказывать помощь будет труднее. Мы - летные хирурги и ученые-биомедики - хотим подготовиться ».

Следовательно, карась и его команда исследуют образцы крови, слюны и мочи, предоставленные космонавтами. С 2016 года они изучили образцы от 10 космонавтов до, во время и после космического полета. Каждый из этих астронавтов находился на космической станции в среднем по шесть месяцев.

«Раньше у нас был доступ только к образцам крови после полета», - сказал Карасьен. «Они показали нам некоторые интересные изменения в иммунной системе, но мы не знали, были ли эти изменения вызваны стрессами, вызванными приземлением и повторной адаптацией». Однако теперь исследователи могут получить образцы крови комнатной температуры со станции в течение 37 часов.

Астронавт НАСА Джо Акаба хранит флакон со слюной на космической станции. Его и другие образцы слюны отправляются обратно на Землю, где ученые анализируют их, чтобы отслеживать изменения в иммунной системе экипажей во время космического полета.

Процесс доставки образцов крови работает следующим образом: астронавты собирают образцы крови прямо перед расстыковкой возвращающегося грузового корабля, который доставляет припасы на космическую станцию ​​и с нее. Кровь транспортируется в изолированном и мягком пакете, который защищает ее от сил приземления. Как только грузовой корабль приземляется, образцы крови отправляются Карасью и его команде для анализа. Образцы мочи и слюны также собираются во время полета и возвращаются на Землю.

Исследователи исследуют образцы на маркеры здоровья иммунной системы. Например, образцы крови содержат определенный класс белков, называемых цитокинами, которые помогают регулировать иммунные реакции. Определенные гормоны стресса, обнаруженные в моче, показывают, насколько интенсивно работает иммунная система в данный момент. Вирусы, если они реактивируются, могут быть обнаружены в образцах слюны и мочи. Обилие вирусов, гормонов, цитокинов и других индикаторов, обнаруженных в различных образцах, может помочь команде понять, как сила иммунной системы тестируемого космонавта меняется со временем.

Чтобы лучше понять, как иммунная система меняется в космосе, исследователи также набрали наземную контрольную группу, которая никогда не подвергалась стрессам космических полетов. Пока космонавты находились в космосе, 10 гражданских лиц того же возраста и пола, что и космонавты, сдали образцы крови, мочи и слюны в течение шести месяцев. Эти образцы предлагают базовый уровень иммунных ответов, которые сейчас сравнивают с иммунными ответами космонавтов. Ожидается, что расследование завершится к концу 2021 года.

Результаты исследования помогут определить, понадобятся ли определенные контрмеры, такие как иммунные усилители, в миссиях на Луну и Марс. На Земле методы, использованные в исследовании, могут помочь контролировать иммунные реакции у онкологических больных и других людей с ослабленной иммунной системой.