Космические мухи показали ослабленный иммунитет к грибку
Исследование Калифорнийского университета в Дэвисе, опубликованное 24 января в журнале PLOS ONE, показывает, что развитие на борту космического челнока ослабило ключевое звено иммунной системы у мух Drosophila.
Drosophila разделяет фундаментальные основы иммунной системы с млекопитающими, такими как мыши и люди. При финансировании NASA исследователи во главе с Деборой Кимбрелл начали первое изучение иммунитета Drosophila и гравитации, используя сначала гипергравитацию, а затем микрогравитацию космического полета.
Мухи были отправлены в космос в виде яиц на 12-дневную миссию на борту шаттла Discovery. После возвращения на Землю ученые проверили их реакцию на две разные инфекции: грибок (с которым мухи борются через путь, опосредованный Toll-рецептором) и бактериальную инфекцию (путь через ген imd — "Immune deficiency").
Оба пути, Toll и Imd, имеют аналоги у людей и других млекопитающих.
Ответ через путь Imd был устойчивым, а путь Toll оказался "нефункциональным" у мух, выращенных в космосе.
В наземных экспериментах исследователи обнаружили, что при испытании в центрифуге в условиях гипергравитации устойчивость мух к грибку улучшалась, что предполагает усиление их Toll-пути. Однако у мутанта yuri gagarin, лишенного нормальных реакций на гравитационные поля, устойчивость была одинаковой при нормальной и гипергравитации, что дополнительно демонстрирует связь между гравитацией и иммунным ответом.
Будущие космические корабли для длительных миссий могут включать центрифуги, которые экипаж мог бы использовать для поддержания костной и мышечной массы. Оказывается, это также может благотворно влиять на иммунную систему астронавтов.
Как микрогравитация влияет на иммунитет? У ученых есть две проверяемые гипотезы:
- У космических мух также наблюдалась высокая экспрессия генов белков теплового шока, которые вырабатываются в ответ на физиологический стресс. Эти белки связываются непосредственно с Toll-рецепторами млекопитающих и могут также модулировать активацию Toll у Drosophila.
- Микрогравитация может мешать поведению белков вне клетки — области, более важной для сигналинга Toll, чем для imd.
Команда надеется провести дальнейшие исследования с мухами на Международной космической станции.