Специалисты Сеченовского Университета успешно завершили финальный этап масштабной космической программы «МСК-2», посвященной изучению влияния микрогравитации на ткани опорно-двигательного аппарата. Эксперимент, длившийся шесть лет (с 2019 года), позволил проверить защитное действие природного белка лактоферрина на хрящевую ткань в условиях полного отсутствия физических нагрузок.
Полученные результаты открывают принципиально новые возможности как для здоровья космонавтов, так и для лечения миллионов пациентов на Земле, страдающих от гиподинамии и заболеваний суставов.
Космос против суставов: суть эксперимента
Во время длительных орбитальных экспедиций человеческий организм сталкивается с отсутствием привычной механической нагрузки. Это приводит к деградации тканей опорно-двигательного аппарата, повышая риск серьезных патологий суставов и позвоночника после возвращения экипажей на Землю.
Чтобы найти эффективное средство защиты, исследователи Института регенеративной медицины Сеченовского Университета вырастили в лаборатории трехмерные модели хрящевой ткани на основе хондроцитов — клеток, формирующих хрящ. Эксперимент состоял из двух параллельных частей:
- Орбитальная группа: часть выращенных искусственных хрящей была отправлена на борт Международной космической станции (МКС).
- Наземная группа: контрольные образцы исследовались на Земле в специальной системе, достоверно имитирующей воздействие микрогравитации.
После возвращения орбитальных образцов ученые провели сравнительный анализ произошедших изменений и оценили протекторные свойства лактоферрина — многофункционального белка, содержащегося в молоке и слезной жидкости человека. Подробности эксперимента опубликованы Сеченовским Университетом.
Эффект лактоферрина: расхождение результатов
Испытания показали, что лактоферрин действительно эффективно помогает сохранять упругость и структуру хряща при дефиците нагрузок, однако выраженность этого эффекта сильно зависела от условий:
- В наземном симуляторе: белок показал превосходные результаты. Ткань, находившаяся под его защитой, значительно дольше сохраняла свои естественные свойства. По словам руководителя Центра инновационных коллагеновых разработок Артема Антошина, этот успех крайне перспективен для земной медицины — например, для профилактики разрушения суставов при длительном постельном режиме после переломов, сидячей работе или тяжелых заболеваниях.
- В реальном космосе: на борту МКС протекторный эффект лактоферрина оказался существенно слабее.
«В космическом эксперименте эффект оказался менее выраженным, поэтому для условий реального полета мы планируем дополнительно подобрать диапазоны концентраций и, возможно, другие способы воздействия», — пояснил Артем Антошин.
Точное копирование невесомости на Земле
Несмотря на разницу в действии препарата, ученые зафиксировали другой важнейший успех: созданная в Сеченовском Университете наземная установка смогла с высокой точностью воспроизвести дегенеративные изменения хрящей, происходящие на орбите.
Полностью повторить условия космического полета невозможно, однако теперь исследователи могут проводить основную массу экспериментов в лаборатории на Земле. Это позволит колоссально сэкономить время и финансовые ресурсы, избавив от необходимости отправлять каждый биоматериал в космос.
Истинная регенерация и хондросферы
Параллельно с космической программой Сеченовский Университет активно развивает направление качественного восстановления суставов. Ранее исследователи доказали, что локальное введение лактоферрина способно стимулировать органотипическую регенерацию хряща. В экспериментах на животных дефекты эластичного хряща полностью замещались здоровой тканью без образования рубцов к 90-му дню. Подобный безрубцовый механизм — редчайшее явление для млекопитающих.
Кроме того, университет совместно с АО «Генериум» уже внедрил в клиническую практику первый в России зарегистрированный биомедицинский клеточный продукт (БМКП) на основе хондросфер. Эта технология позволяет выращивать сферические микроструктуры из собственных клеток и сыворотки крови пациента за 5–8 недель, обеспечивая их идеальное приживление при лечении артроза коленного сустава.
Планы на будущее: защита позвоночника после 2028 года
С завершением программы «МСК-2» исследования Сеченовского Университета не прекращаются. Накопив гигантский массив данных о поведении клеток в невесомости, ученые готовятся к следующему шагу, который предварительно запланирован на период после 2028 года.
Новая серия орбитальных экспериментов будет посвящена созданию тканеинженерной модели межпозвоночного диска. Это исследование призвано детально изучить причины хронических болей в спине, с которыми регулярно сталкиваются космонавты после длительных космических миссий, и разработать надежные протоколы их ранней профилактики.
