Ученые из Колумбийского университета создали технологию, которая дает возможность изучить воздействие космической радиации на человеческий организм с помощью мультиорганных тканевых чипов. Об этом сообщает издание Advanced Science (AdScience), опубликовавшее результаты исследования.
Эти инновационные системы позволяют моделировать, как острые и продолжительные дозы радиации влияют на органы и ткани, а также помогают выявить ключевые гены, которые могут быть использованы для создания защитных препаратов.
При дальних космических путешествиях астронавты подвергаются воздействию галактических космических лучей — частиц с высокой энергией, представляющих ионизированные атомные ядра. Такие лучи способны вызывать серьезные повреждения ДНК, что повышает вероятность радиационного синдрома, онкологических заболеваний и проблем с сердечно-сосудистой системой. На Земле людей защищает магнитное поле и атмосфера, но за пределами нашей планеты этот барьер отсутствует, что делает исследование воздействия радиации чрезвычайно актуальным.
Технология, получившая название «астронавт на чипе», представляет собой платформу, где тканевые модели различных органов объединены системой сосудистого потока. Это позволяет учитывать взаимодействие между органами, а также индивидуальные параметры, такие как возраст или этнические особенности. Эксперименты включали воздействие радиации, имитирующее как кратковременные (около 15–20 минут), так и продолжительные (до двух недель) дозы.
Исследования показали, что длительное воздействие радиации оказывает более серьезное влияние на сердечную мышцу и костный мозг. В костном мозге увеличивалась дифференциация стволовых клеток в иммунные клетки, что снижало их способность превращаться в кровяные клетки. Это могло приводить к анемии или риску развития раковых заболеваний крови. Сердце, в свою очередь, теряло способность к эффективному сокращению, что связано с развитием гипертрофической кардиомиопатии.
В ходе работы исследователи выявили 58 генов, ассоциированных с воздействием радиации на организм. Эти гены рассматриваются как потенциальные цели для создания лекарств, защищающих от радиационного поражения
