«Розумна молекула» запобігає втраті кісткової маси в умовах мікрогравітації

Синтезована молекула зменшить ймовірність серйозної втрати кісткової маси під час тривалих космічних подорожей. Дослідження опубліковано в npj Microgravity.

Дослідники з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі та Інституту Форсайту в Кембриджі розробили терапію, що запобігає надмірній втраті кісткової маси внаслідок тривалих космічних подорожей, а також дегенерації скелетно-м'язової системи (розвиток остеопорозу). Тестування на мишах на Міжнародній космічній станції підтвердило ефективність лікування.

Вчені використовували властивості білка NELL-подібна молекула-1 (NELL-1), який виконує вирішальну функцію в зростанні і підтримці кісткових структур людини. Дослідники використовували біоінертний бісфосфонатний фрагмент (BP) для хімічного перетворення білка на «розумну молекулу» BP-NELL-PEG. Період напіввиведення модифікованого білка зріс з 5,5 до 15,5 години, молекула визначає кісткові тканини і точково на них впливає.

Модифіковану молекулу протестували на мишах, які протягом дев'яти тижнів перебували на МКС в умовах мікрогравітації. Контрольна група мишей залишилася на Землі та отримала аналогічне лікування BP-NELL-PEG. Обидві групи мали збільшення костеутворення без видимих ​​побічних ефектів.

Втрата кісткової маси, викликана мікрогравітацією, є серйозною проблемою для довгострокових космічних польотів. Зниження механічного навантаження призводить до втрати кісткової маси в 12 разів швидше, ніж Землі. У астронавтів та космонавтів на низькій навколоземній орбіті (на МКС) втрата кісткової маси сягає 1% на місяць. Це ставить під загрозу здоров'я, збільшує ризик переломів під час тривалого космічного польоту та в пізньому віці після повернення на Землю.

Поточна стратегія пом'якшення втрати кісткової маси ґрунтується на фізичних навантаженнях, що активують формування кісток. Але вправи не завжди запобігають втраті кісткової маси, а також забирають дорогоцінний час екіпажу та протипоказані при деяких типах травм. Терапія за допомогою модифікованого білка стане доступною альтернативою, вважають дослідники, та допоможе при тривалих міжпланетних подорожах.