Российские исследователи во время миссии биоспутника «Бион-М» №2, который месяц находился на околоземной орбите, испытали новый фармацевтический препарат, направленный на защиту от космической радиации. Этот медикамент стимулирует экспрессию гена Nrf2, отвечающего у млекопитающих за функционирование систем антиоксидантной защиты от окислительного стресса. Испытания проводились на лабораторных мышах. Разработка в будущем поможет сохранить здоровье космонавтов при долгосрочных межпланетных полетах, а также станет полезной для работы людей на других планетах.
Как радиация оказывает влияние на здоровье космонавтовОжидается, что в пятницу, 19 сентября, на Землю вернется спускаемый модуль биоспутника «Бион-М» №2 — космического аппарата, выполненного полет вокруг Земли на околополярной орбите в течение месяца. В рамках миссии специалисты из Института медико-биологических проблем совместно с «Роскосмосом» проверили действие препарата «Омеваксолон» на лабораторных мышах.
Данный препарат активизирует экспрессию гена Nrf2, играющего ключевую роль у млекопитающих в активации систем защиты от окислительного стресса, возникающего вследствие образования токсичных форм кислорода под воздействием космической радиации.
Полученные данные помогут создать лекарство, способное уменьшать воздействие космической радиации на организм людей при длительных космических путешествиях и жизни на других планетах.
— Человечество уверенно освоило орбиту Земли и нацелено на исследование иных планет. В отличие от низкой околоземной орбиты, где космонавты защищены магнитными поясами Земли, экипажи межпланетных аппаратов будут подвергаться значительным дозам космической радиации. Полет «Бион-М» №2 проходил на высокоширотной орбите, где спектр излучения ближе к тому, что наблюдается в межпланетном пространстве, чем на орбитах с меньшим наклонением, на которых, например, работает МКС, — рассказал «Известиям» заведующий лабораторией фенотипирования животных ИМБП РАН Александр Андреев-Андриевский.
Он отметил, что в районе полюсов радиационный фон на 30% выше, чем на низких широтах Земли. Кроме того, там наблюдается повышенное количество галактических частиц с высокой энергией. Автономная космическая исследовательская миссия предоставит уникальные научные данные, которые будут использованы для обеспечения биомедицинской безопасности человека в условиях дальнего космоса.
Способы снижения вредного влияния космической радиацииПо словам ученого, одной из задач в миссии «Бион-М» №2 было исследование роли гена Nrf2 и связанных с ним естественных защитных систем в условиях космоса, а также возможности их искусственной активации с помощью медицинских препаратов.
— Во время полета биоспутника на борту находилось 75 мышей линии C57BL/6. Для эксперимента их разделили на три категории. В первую вошли нокаутные мыши, у которых ген Nrf2 был деактивирован с помощью генетических методов, что делает их более чувствительными к космическим факторам. Вторая группа состояла из обычных животных. Третья получала препарат «Омеваксолон», стимулирующий экспрессию гена Nrf2 и работу антиоксидантных систем, — пояснил Александр Андреев-Андриевский.
Сравнение результатов трех групп позволит определить, насколько направленная активация гена Nrf2 и усиление антиоксидантной защиты способствует сохранению здоровья космонавтов во время длительных межпланетных перелетов и, в дальнейшем, при работе на других планетах. Ученый отметил, что подобные исследования впервые проводятся на биоспутниках в мировом масштабе.
— «Омеваксолон» — зарегистрированный медицинский препарат, применяемый для терапии болезни Фридрейха, наследственного заболевания, при котором страдает нервная система. Его безопасность, фармакокинетика, а также методики производства и контроля качества хорошо изучены. Это облегчает расширение сферы его применения, — рассказал «Известиям» руководитель центра «Персонифицированная медицина» института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета Альберт Ризванов.
По его мнению, препараты подобного рода будут необходимы не только для будущих полетов на Марс, но и для использования в земных условиях, к примеру, для защиты здоровых тканей при лучевой терапии рака. Также такой медикамент будет полезен для защиты экипажей самолетов, подверженных повышенным дозам космического излучения во время полетов, а также для работников предприятий, связанных с радиацией.
Кроме радиопротекции, подчеркнул эксперт, контролируемая активация гена Nrf2 рассматривается как перспективный метод для состояний, где требуется антиоксидантная защита.
— Сегодня «Бион» — единственная в мире серия специализированных космических аппаратов для проведения обширных медико-биологических исследований. Такие миссии позволяют планировать изучение влияния космоса на живые организмы с высокой точностью. Важным преимуществом биоспутника является возможность запуска на орбиту, отличную от МКС, с иными условиями воздействия космоса, что дает шанс проверять новые гипотезы и тестировать инновационное оборудование, — рассказал Дмитрий Струговец, эксперт в космонавтике.
Он добавил, что без биоспутников невозможно полноценно исследовать глубокий космос. Основной опасностью длительных межпланетных полетов является галактическое космическое излучение — поток высокоэнергичных заряженных частиц, от которых практически невозможно полностью защититься. Их влияние на живые организмы, включая риск онкологии, поражения центральной нервной системы и сердечно-сосудистых заболеваний, сложно имитировать в лабораторных условиях на Земле.
Специалист отметил, что биоспутники — лучшая существующая платформа для изучения того, как факторы космического полета усиливают негативное влияние друг друга, например, как весомость влияет на восстановление клетками радиационных повреждений ДНК. Такие исследования крайне важны для будущих миссий в дальний космос.