При поддержке
Что такое биореактор и могут ли человеческие клетки расти в космосе без человека?
Рассказывает Артем Антошин
Младший научный сотрудник отдела современных биоматериалов Института регенеративной медицины Сеченовского университета
Космос разрушает человека
Знаете ли вы, что происходит с человеком в космосе во время длительного полета? Медицина дает ответ на этот вопрос, и он не очень приятный: если космонавт находится на орбите, к примеру, больше 12 месяцев, то его костная система значительно меняется и ухудшается.
И даже спустя год после возвращения на Землю, она не приходит в исходное, здоровое состояние. Вполне возможно, она и не вернется в исходную точку никогда, и на самом деле мы не знаем, какие процессы происходят с организмом в космосе.
В космосе костная система человека разрушается
Крче говоря,
Что происходит с телом космонавта через год пребывания на орбите?
Верно! Костная система космонавтов, которые пробыли больше года на орбите, даже спустя 12 месяцев после их возвращения, не приходит в исходное состояние. И вполне возможно, она и не вернется в исходную точку никогда, потому что мы не знаем, какие процессы происходят с организмом в космосе
Нет. Именно костная система космонавтов, которые пробыли больше года на орбите, даже спустя 12 месяцев после их возвращения, не приходит в исходное состояние. И вполне возможно, она и не вернется в исходную точку никогда, потому что мы не знаем, какие процессы происходят с организмом в космосе.
Вовсе нет. Именно костная система космонавтов, которые пробыли больше года на орбите, даже спустя 12 месяцев после их возвращения, не приходит в исходное состояние. И вполне возможно, она и не вернется в исходную точку никогда, потому что мы не знаем, какие процессы происходят с организмом в космосе.
| Дальше |
| Узнать результат |
Что происходит в биореакторе «МСК-2»?
Да. Биореактор представляет собой этакую «кассету»: систему из ячеек и гидросистемы с моторчиками, фильтрами, в которую «заправляются» клетки реальных пациентов, доноров клеток костного мозга, жира, десны, образцы внутренних органов для того, чтобы вырастить их внутри культиватора, а потом запустить эти ткани в космос для изучения их изменений в условиях космоса.
Нет. Биореактор представляет собой этакую «кассету»: систему из ячеек и гидросистемы с моторчиками, фильтрами, в которую «заправляются» клетки реальных пациентов, доноров клеток костного мозга, жира, десны, образцы внутренних органов для того, чтобы вырастить их внутри культиватора, а потом запустить эти ткани в космос для изучения их изменений в условиях космоса.
Нет. Биореактор представляет собой этакую «кассету»: систему из ячеек и гидросистемы с моторчиками, фильтрами, в которую «заправляются» клетки реальных пациентов, доноров клеток костного мозга, жира, десны, образцы внутренних органов для того, чтобы вырастить их внутри культиватора, а потом запустить эти ткани в космос для изучения их изменений в условиях космоса.
| Дальше |
| Узнать результат |
Почему испытания происходят в космосе?
Да. В космосе все процессы текут немного по-иному, чем на Земле. В том числе, за счет отсутствия гравитации. Это позволяет ученым создать уникальные условия для проведения экспериментов, недоступных на Земле, а также изучать ранее не доступные модели заболеваний человека.
Не-а. Потому что в космосе все процессы текут немного по-иному, чем на Земле. В том числе, за счет отсутствия гравитации. Это позволяет ученым создать уникальные условия для проведения экспериментов, недоступных на Земле, а также изучать ранее не доступные модели заболеваний человека.
Не-а. Потому что в космосе все процессы текут немного по-иному, чем на Земле. В том числе, за счет отсутствия гравитации. Это позволяет ученым создать уникальные условия для проведения экспериментов, недоступных на Земле, а также изучать ранее не доступные модели заболеваний человека.
| Дальше |
| Узнать результат |
Клетку помещают в специальный матрикс, из чего он сделан?
Правильно! Ученые помещают клетку в специальный внеклеточный матрикс, сделанный из коллагена. Это родственная ей среда. Клетка в нашем организме окружена внеклеточным матриксом, который, в основном, состоит из коллагена — структурного белка.
Нет, из коллагена. ченые помещают клетку в специальный внеклеточный матрикс, сделанный из коллагена. Это родственная ей среда. Клетка в нашем организме окружена внеклеточным матриксом, который, в основном, состоит из коллагена — структурного белка.
Нет, из коллагена. Ученые помещают клетку в специальный внеклеточный матрикс, сделанный из коллагена. Это родственная ей среда. Клетка в нашем организме окружена внеклеточным матриксом, который, в основном, состоит из коллагена — структурного белка.
| Дальше |
| Узнать результат |
Чем может помочь «МСК-2» землянам?
Не только. На сегодняшний день ученые дорабатывают модель костной ткани, которая в, первую очередь, страдает у космонавтов. Наша цель — помочь и обычным людям, страдающим от остеопороза, остеохондроза, остеоартрита.
Не только. На сегодняшний день ученые дорабатывают модель костной ткани, которая в, первую очередь, страдает у космонавтов. Наша цель — помочь и обычным людям, страдающим от остеопороза, остеохондроза, остеоартрита.
Да, оба верные. На сегодняшний день ученые дорабатывают модель костной ткани, которая в, первую очередь, страдает у космонавтов. Наша цель — помочь и обычным людям, страдающим от остеопороза, остеохондроза, остеоартрита.
| Дальше |
| Узнать результат |
Сколько времени «МСК-2» вращается на орбите?
Верно! В дальнейшем планируем, что «МСК-2» будет вращаться на орбите уже не две недели, а 30 или 90 дней, пока не закончатся питательные вещества в емкостях, которые мы отправляем с реактором.
Мы в дальнейшем планируем, что «МСК-2» будет вращаться на орбите 30 или 90 дней, пока не закончатся питательные вещества в емкостях, которые мы отправляем с реактором, но сейчас срок — 14 дней.
Мы в дальнейшем планируем, что «МСК-2» будет вращаться на орбите 30 или 90 дней, пока не закончатся питательные вещества в емкостях, которые мы отправляем с реактором, но сейчас срок — 14 дней.
| Дальше |
| Узнать результат |
Таких не берут в космонавты. Но не расстраивайся. Если очень захотеть — можно в космос полететь.
| Пройти тест еще раз |
Ну что, подкачать немного внимательность и в путь! К звездам!
| Пройти тест еще раз |
Антону очень приятно, что вы запомнили все, о чем он говорил. Так держать!
| Пройти тест еще раз |
Ученые спешат на помощь
Что это такое? Биореактор — это кассета из ячеек, в ней есть гидросистема с моторчиками и фильтрами.
Запустить эти ткани в космос, чтобы изучить, как они меняются в его условиях
Крче говоря,
Чтобы исправить эту ситуацию и спасти космонавтов от разрушительного воздействия космоса, ученые из Сеченовского университета совместно с командами из НПП «БиоТехСис» и РКК «Энергия», в 2008 году разработали проект «МСК-2», суть которого в создании удивительного биореактора.
В эту кассету «заправляются» клетки реальных пациентов, доноров клеток костного мозга, жира, десны и образцы внутренних органов.
Для чего? Чтобы вырастить их внутри культиватора, а потом запустить эти ткани в космос и изучить, как они меняются в его условиях. Культиватор создает абсолютно функциональную ткань вне организма человека.
Для чего? Чтобы вырастить их внутри культиватора, а потом запустить эти ткани в космос и изучить, как они меняются в его условиях. Культиватор создает абсолютно функциональную ткань вне организма человека.
Клетки в космосе? Как? Зачем?
В космосе все процессы в организме изменяются и протекают быстрее
С 2019 года с каждым полетом на МКС ученые отправляют в космос биореактор с клетками, которые имитируют человеческий организм.
Сейчас ученые дорабатывают модель костной ткани, ведь именно она в первую очередь страдает у космонавтов.
Эту костную модель в биореакторе отправляют в космос, и она кружит там две недели. Затем она возвращается, и ученые изучают, что с ней произошло на орбите. Эта информация поможет достичь главной цели: вернуть здоровье космонавтам или, хотя бы, минимизировать негативный эффект микрогравитации.
Биореактор помогает избежать дорогостоящих и затруднительных клинических испытаний в космосе, тестировать различные лекарства, которые предотвращают развитие патологических процессов. Почему же все-таки космос?
Космическое средство от остеопороза?
Разработка ученых полезна не только космонавтам, но и всем жителям нашей планеты. Результаты исследования проекта «МСК-2» можно использовать и для лечения обычных землян.
Технологии пригодятся для быстрейшего восстановления после сложных переломов и предотвращения развития остеопороза.
Технологии пригодятся для быстрейшего восстановления после сложных переломов и предотвращения развития остеопороза.
Перспективы для наших научных исследований и их применения огромны: остеопороз, остеохондроз, остеоартрит, хрящевая ткань.
Этим заболеванием, при котором с возрастом кость становится рыхлой и ломкой, к сожалению, страдает большинство взрослого населения планеты.
Все круто, но надо переделать!
Вырастить клетки
очень нелегко, это многостадийный процесс
очень нелегко, это многостадийный процесс
Крче говоря,
Ученые занимаются фундаментальной наукой. Впечатление, что каждый раз клетки успешно прилетают из космоса и ученые сразу же открывают новые механизмы, и мир им аплодирует — ошибочно.
И если ученые сделают ошибку на каком-то этапе, им придётся возвращаться в начало, а времени для этого нет, потому что космонавт не будет ждать, пока ученые все доделают.
Фундаментальная наука и сложна, и увлекательна, и рискованна. Нельзя предугадать, что произойдет с биоматериалом; можно лишь предполагать и опытным путем подтверждать или опровергать эти догадки.
Самый первый реактор «МСК-1», например, разрабатывался целых 12 лет! Это была относительно простая, без автоматики и микросхем, модель биореактора, содержащая пробирки и шестеренку.
Проект «МСК-2» уже сложнее, и он все время совершенствуется, и, вероятно, впереди нас ждет «МСК-3». Сколько продлится новая разработка — неизвестно, может быть, и полгода, и год, и больше.
Проект «МСК-2» уже сложнее, и он все время совершенствуется, и, вероятно, впереди нас ждет «МСК-3». Сколько продлится новая разработка — неизвестно, может быть, и полгода, и год, и больше.
Не все получается с первого раза. И ученые радуются, как дети, когда удается еще чуть-чуть приоткрыть тайны этой Вселенной.
Поэтому у наших ученых нет права на ошибку перед каждым полетом, и они стремятся минимизировать риски.
Чтобы клетке было комфортно, надо....
Что же происходит в биореакторе? Клетка помещается в специальный внеклеточный матрикс, сделанный из коллагена. Это не чуждая ей среда, потому что в нашем организме клетка окружена тем же внеклеточным матриксом, который в основном состоит из коллагена — структурного белка.
Поэтому клетка летит с комфортом, в «скафандре», которым ей служит сам реактор.
Ученые получают этот матрикс из животных, очищают от всего ненужного и уже в чистый коллаген помещают клетку, чтобы ей было комфортно, как дома.
Затем на нее воздействуют ростовыми факторами и только после этого размещают в специальные ячейки гидросистемы, где поддерживаются определенная температура и множество других параметров, имитирующих природные свойства ткани и микроокружения для нее.
Затем на нее воздействуют ростовыми факторами и только после этого размещают в специальные ячейки гидросистемы, где поддерживаются определенная температура и множество других параметров, имитирующих природные свойства ткани и микроокружения для нее.
В дальнейшем ученые планируют, что «МСК-2» будет вращаться на орбите уже не две недели, а 30 или 90 дней, пока не закончатся питательные вещества в емкостях, которые отправляются в космос вместе с реактором.
это не реклама. это заголовок
Приходите к нам, чтобы создавать будущее вместе!
Мне нравится то, чем я занимаюсь, я каждое утро встаю и с радостью иду на работу, зная, что могу чем-то помочь людям, улучшить качество их жизни, продлить эту жизнь.
Мы открыты для сотрудничества со студентами и активно привлекаем их в наши проекты. Если вы студент-медик, то заходите к нам в «Сеченовский биомедицинский клуб» и увидите список проектов, где мы вас с радостью ждем!
Мы открыты для сотрудничества со студентами и активно привлекаем их в наши проекты. Если вы студент-медик, то заходите к нам в «Сеченовский биомедицинский клуб» и увидите список проектов, где мы вас с радостью ждем!
Руководитель проекта
Елена Куликова
Елена Куликова
Project менеджер
Александра Худорожкова
Александра Худорожкова
Ведущий продюсер проекта
Наталья Макарова
Наталья Макарова
Генераторы идей по оформлению лонгрида
Евгений Кучук
Алина Лебедева
Анастасия Павлова
Евгений Кучук
Алина Лебедева
Анастасия Павлова
Операторы
Роман Садовой
Александр Ширков
Андрей Минаев
Вячеслав Волков
Алексей Иванов
Алексей Епифанов
Роман Садовой
Александр Ширков
Андрей Минаев
Вячеслав Волков
Алексей Иванов
Алексей Епифанов
Режиссеры монтажа
Игорь Куприянов
Павел Яковлев
Игорь Куприянов
Павел Яковлев
Режиссер и редактор
Александра Лябина
Александра Лябина
Видео
В спецпроекте использованы мемы и изображения из платных и свободных источников (freepik, shutterstock, unsplash), а также кадры из фильмов и сериалов: «Чип и Дейл спешат на помощь» (1989—1990, Walt Disney Television Animation. Создатели: Тад Стоунс, Алан Заслов. Композитор — Глен Даум), «Симпсоны» (1989—…, Gracie Films. Создатель: Мэтт Грейнинг, Композитор: Альф Клаузен), «Неуловимые мстители» (1966, Мосфильм. Режиссер — Эдмонд Косаян; сценарий: Сергей Ермолинский, Эдмонд Кеосаян, Павел Бляхин; композитор — Борис Мокроусов), «Бриллиантовая рука» (1968, Мосфильм. Режиссер — Леонид Гайдай; сценарий: Леонид Гайдай, Яков Костюковский, Морис Слободской; композитор — Александр Зацепин),
При поддержке
