Новое средство обещает предотвратить потерю костной массы в космосе
Исследование, опубликованное в журнале npj Microgravity, показало, что инженерное соединение, введенное мышам на борту Международной космической станции (МКС), в значительной степени предотвратило потерю костной массы.
Исследование, проведенное трансдисциплинарной командой профессоров Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) и Института Форсайта в Кембридже, штат Массачусетс, выявило многообещающую терапию для смягчения потери костной массы в результате длительных космических полетов, а также дегенерации опорно-двигательного аппарата на Земле.
Потеря костной массы, вызванная микрогравитацией, уже давно является серьезной проблемой при длительных космических полетах. Снижение механической нагрузки из-за микрогравитации приводит к потере костной массы со скоростью в 12 раз большей, чем на Земле. Астронавты, находящиеся на низкой околоземной орбите, могут испытывать потерю костной массы до 1% в месяц, что ставит под угрозу их здоровье.
Текущая стратегия снижения потери костной массы основана на механической нагрузке, вызванной физическими упражнениями. Однако физические упражнения не всегда предотвращают потерю костной массы, отнимают время экипажа и могут быть противопоказаны при определенных типах травм. В исследовании, проведенном под руководством Чиа Су, доктора медицинских наук, изучалось, может ли системная доставка молекулы, подобной NELL-1, уменьшить вызванную микрогравитацией потерю костной массы.
Многочисленные исследования показали, что NELL-1 способствует регенерации ткани опорно-двигательного аппарата, такой как кости и хрящи. Бен Ву, доктор медицинских наук, и Юлонг Чжан, доктор философии Института Форсайта, расширили терапевтический потенциал NELL-1, увеличив период полураспада молекулы с 5,5 часов до 15,5 часов без потери биологической активности, и биоконъюгировали инертный бисфосфонат (BP) для создания «умной» BP-NELL-PEG молекулы, которая более специфично воздействует на костные ткани без обычных вредных эффектов.
Половина мышей на МКС подвергалась воздействию микрогравитации в течение длительного девятинедельного периода, чтобы имитировать проблемы длительного космического путешествия, в то время как остальные мыши были доставлены обратно на Землю через 4,5 недели после запуска.
Группы мышей получали контрольную терапию либо BP-NELL-PEG, либо физиологическим раствором с фосфатным буфером (PBS). Аналогичная группа мышей оставалась в Космическом центре Кеннеди и подвергалась аналогичному лечению BP-NELL-PEG или PBS в качестве контроля нормальной земной гравитации.
Как у летавших, так и у наземных мышей, получавших BP-NELL-PEG, наблюдалось значительное увеличение костеобразования. У мышей в космосе и на Земле не наблюдалось явных неблагоприятных последствий для здоровья.
«Наши результаты открывают огромные перспективы для будущего освоения космоса, особенно для миссий, предполагающих длительное пребывание в условиях микрогравитации», — сказала ведущий автор-корреспондент Чиа Су.
«Если исследования на людях подтвердят это, BP-NELL-PEG может стать многообещающим инструментом для борьбы с потерей костной массы и ухудшением состояния опорно-двигательного аппарата, особенно когда обычные силовые тренировки невозможны из-за травм или других факторов, выводящих из строя», — сказал соавтор исследования Кан Тинг.
