Širdies pokyčiai
Pirmajame nagrinėtas kosmoso sąlygų poveikis vaisinių muselių širdims. Muselės daugeliu atžvilgių yra puikūs žmonių organizmų analogai, o jų vamzdžio formos širdys atitinka pirmines struktūras, susiformuojančias žmonių embrionuose vystantis širdžiai. Jau seniai žinoma, kad astronautų širdys, dirbant Tarptautinėje kosminėje stotyje (TKS), tampa apvalesnės ir susilpnėja. Muselių tyrimo tikslas buvo išsiaiškinti, kokie pokyčiai vyksta ląstelių lygyje.
Muselės specialiame inde buvo nusiųstos į TKS mėnesio trukmės skrydžiui. Per maždaug savaitę jos susilaukė palikuonių, kurie tris savaites – apie pusę tipinės gyvenimo trukmės – gyveno mikrogravitacijoje. Sugrįžusių iš kosmoso muselių širdys buvo mažesnės ir nusilpusios.
Detalesnė analizė parodė, kad pakito ir raumens audinio struktūra: įprastai lygiagrečiai augančios skaidulos buvo išsidėsčiusios įvairiomis kryptimis ir silpniau jungėsi su greta esančiomis. Sumažėjusi buvo ir tarpląstelinė matrica – kolageno ir panašių stambių molekulių tinklas, gaubiantis širdį. Ši matrica dažnai perauga žmonėms, patyrusiems širdies smūgį, tad suprasti, kaip ji veikia, yra svarbi šiandieninės medicinos tyrimų sritis.
Kosminės muselės gali padėti išspręsti šį klausimą. Tyrimai vis dar tęsiami – mokslininkai tikisi, kad muselės padės geriau suprasti ir astronautų akių pokyčius. Tyrimo rezultatai publikuojami „Cell Reports“.
DNR
Kitame tyrime analizuojamas ilgalaikių kosminių skrydžių poveikis telomerams – DNR grandinių galinėms dalims, kurios trumpėja ląstelėms dalinantis. Telomerų trumpėjimas susijęs su daugeliu senėjimo procesų. Jau seniau buvo nustatyta, kad astronauto Scotto Kelly telomerai, jam metus praleidus TKS, pailgėjo, lyginant su broliu dvyniu Marku Kelly, kuris tuo metu buvo Žemėje.
Per kelias savaites po grįžimo į planetą, Scotto telomerai tapo normalaus ilgio. Naujajame tyrime toks pat efektas aptiktas ištyrus dar dešimt astronautų. Taip pat rasta kitokių DNR pažeidimų, nepaisant to, kad TKS yra gana gerai apsaugota nuo žalingos kosminės spinduliuotės. Įdomu, kad panašūs telomerų ir DNR pokyčiai aptikti ir alpinistų organizmuose, kaip ilgalaikio oksidacinio streso (deguonies trūkumo) pasekmė.
Telomerų pailgėjimas susijęs su alternatyviais ląstelių biocheminiais procesais, skirtais palaikyti telomerus stresinėje aplinkoje. Panašūs pokyčiai pastebimi ir kai kuriuose vėžiniuose susirgimuose. Tyrimo rezultatai publikuojami dviejuose (pirmas, antras) straipsniuose „Cell Reports“.
Genai
Dar viename tyrime nustatyta, kad mikrogravitacija ląsteles paveikia genų lygmenyje. Tyrimui pasirinkti kirminai nematodai Caenorhabditis elegans, ne vieną dešimtmetį gausiai tyrinėjami dėl savo paprasto genomo ir nervų sistemos.
Ištyrus kirminų organizmų pokyčius padidintos gravitacijos (centrifugavimo) ir mikrogravitacijos (skrydžių TKS) eksperimentuose aptikta maždaug tūkstantis genų, kurių išraiška kinta priklausomai nuo gravitacinio lauko. Jie sudaro apie 5 proc. visų C.elegans genų, o dalis svarbūs neuronų funkcijai ir ląstelių metabolizmui.
Geresnis supratimas apie gravitacijos poveikį genetiniame lygmenyje padės sukurti metodikas, kaip nuo neigiamo poveikio apsaugoti astronautus. Tyrimo rezultatai publikuojami „iScience“.
