Ученые Сеченовского университета изучают хондропротективное действие белка лактоферрина в условиях микрогравитации. Специалисты провели эксперимент на МКС и сравнили данные с результатами наземного исследования. В перспективе работа может привести к созданию новых препаратов для профилактики и лечения суставов и позвоночника, в том числе, для космонавтов.
Свойства хрящевых тканей могут изменяться при малоподвижном образе жизни, после длительного постельного режима, а также у космонавтов, долгое время находящихся в невесомости. Взаимодействуя с хрящевой тканью, лактоферрин запускает каскад пролиферативных процессов — усиливает деление клеток. А также обладает противовоспалительным действием и противоапоптотическим: предотвращает гибель клеток. В результате снижается дегенерация хрящевой ткани, в том числе, вызванная недостатком физической нагрузки.
«Хондропротективное действие лактоферрина было известно и ранее. Мы изучаем белок с 2021 г. и в одном из экспериментов наблюдали, как лактоферрин способствует заживлению хрящей в ушах кроликов — он показал хорошую эффективность в регенерации эластического хряща. Мы предположили, что белок окажет протективное действие и может остановить дегенерацию гиалиновых хрящевых тканей, в том числе, в условиях микрогравитации», — рассказал руководитель Центра инновационных коллагеновых разработок Института регенеративной медицины Артем Антошин.
Действующая концентрация лактоферрина может отличаться в 1 тыс. раз: это зависит от происхождения и молекулярной формы белка, степени его насыщения железом и особенностей гликозилирования, а также от типа клеток, состояния ткани, уровня экспрессии рецепторов и способа доставки лактоферрина. В космическом эксперименте ученые ориентировались на результаты, показавшие эффективность на Земле в исследовании с кроликами. Выяснилось, что эта концентрация белка в космосе не так эффективна. Теперь специалистам необходимо выяснить окно действия для условий микрогравитации.
«В космосе иной метаболизм, плотность рецепторов, перфузия жидкостей, изменяются обменные процессы, а сами клетки по-другому реагируют на лактоферрин. Все эти факторы в совокупности влияют на необходимую концентрацию и способы доставки к хрящевой ткани. Объем биореактора, в котором мы проводили эксперимент, ограничен, поэтому мы могли проверить только одну концентрацию, и выбрали ту, что показала эффективность на Земле. Она сработала не так эффективно, поэтому в дальнейших исследованиях мы проверим другие окна действия лактоферрина», — отметил Артем Антошин.
Кроме того, ученые выяснили, что отдельные изменения хрящевой ткани, возникающие в невесомости, возможно смоделировать в лабораторных условиях на Земле. Так появляется возможность изучить часть процессов, не отправляя образцы на орбиту.
Исследование было проведено в рамках программы «МСК-2», стартовавшей в 2019 году. Ученые провели серию экспериментов по изучению поведения клеток и тканеинженерных конструкций в условиях микрогравитации. Финальный этап завершил шестилетний цикл исследований. Продолжение исследований запланировано на Российской орбитальной станции в 2028-2029 гг.
Новость подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ
Изображение: guniita / ru.123rf.com
