Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Феникс
Направление НПИ: 4. Космическая биология и биотехнология
Секция КНТС: 1. Космическая биология и физиология
Наименование эксперимента: Исследование действия факторов открытого космоса на целостность генетического аппарата и выживаемость высушенных лимфоцитов и клеток костного мозга
Цель эксперимента: Целью эксперимента является получение новых данных о воздействии факторов космического пространства на состояние генетического аппарата и выживаемость высушенных лимфоцитов человека и клеток костного мозга мыши.
Описание эксперимента:

Целью планируемого космического эксперимента (КЭ) является получение новых данных о воздействии факторов космического пространства на состояние генетического аппарата и выживаемость высушенных лимфоцитов человека и клеток костного мозга мыши. В качестве одного из основных факторов, способных оказать повреждающее действие на генетический аппарат клетки в условиях космического полета, может рассматриваться космическая радиация. Проблема прямого и непрямого действия радиации в течение многих лет была предметом радиобиологических исследований. В ряде экспериментов сопоставляли радиочувствительность во влажных и обезвоженных клетках. Анализ литературы приводит к выводу о том, что в клетках эукариот и прокариот непрямое действие радиации за счет воды достигает 80-90% и является определяющим в инактивации клеток ионизирующим излучением (Ю.Н.Корыстов, 1986).

          В доступной литературе не удалось обнаружить данных об изучении влияния космического излучения на высушенные клетки. Поскольку нами ранее были проведены эксперименты на мышах на биоспутнике «Бион-1М», представляется возможность сопоставить полученные там данные на клетках костного мозга invivo с результатами прямого действия факторов открытого космоса на высушенные клетки. В последние годы разработаны технологии щадящего замораживания и высушивания клеток, позволяющие обеспечить их сохранность в течение нескольких лет (Natanetal., 2009). Важно, что при увлажнении они восстанавливают свою функциональную активность и могут культивироваться. В настоящее время нами отрабатываются технологические условия замораживания и лиофильной сушки клеток (лимфоциты человека, клетки костного мозга мыши) при постоянном контроле их целостности и возможности культивирования. 

            В условиях космического полета планируется:

- Разместить планшеты с образцами высушенных клеток в среде обитания РС МКС и на внешней поверхности РС МКС.

- По окончании сроков экспозиции, равных 0,5, 1, 1,5 и 2 годам, поэтапно демонтировать планшеты с образцами высушенных клеток с борта РС МКС и транспортировать их на Землю для проведения исследований в лабораторных условиях.

           В наземных условиях во время проведения КЭ планируется провести контрольный эксперимент с целью получение данных о влиянии гамма-излучения на состояние генетического аппарата и выживаемость аналогичных образцов высушенных лимфоцитов человека и клеток костного мозга мыши.

          Ожидаемые результаты:

1.             Данные воздействия факторов космического пространства на высушенные клетки по их выживаемости и целостности в зависимости от места экспозиции планшетов с образцами клеток на борту РС МКС.

2.             Данные по характеристике наиболее повреждаемых локусов в геноме клеток.

3.              Данные защитного эффекта корпуса МКС на целостность генетического аппарата и выживаемость     высушенных клеток.

4.             Данные по оценке различий в эффектах воздействия факторов космического пространства на высушенные клетки костного мозга и клетки invivo.

      5. Данные по оценке различий в эффектах гамма- и космического излучений на высушенные лимфоциты человека и клетки костного мозга мыши.

В практическом плане результаты КЭ могут представлять интерес для трансфузиологии, поскольку предлагаемый метод консервации клеток должен обеспечить их сохранность, защиту от контаминации при низкой стоимости хранения за счет снижения затрат на криоконсервацию. В случае успеха эксперимента открывается возможность использования лиофилизированных клеток в длительных космических полетах для терапии возникших заболеваний.  

 

         

 

Новизна эксперимента:

В доступной  литературе не удалось обнаружить данных об изучении влияния факторов космического пространства и космического излучения на состояние генетического аппарата и выживаемость высушенных лимфоцитов и клеток костного мозга. Поскольку ранее нами были проведены эксперименты на мышах на биоспутнике «Бион-1М», представляется возможность сопоставить полученные там данные на клетках костного мозга in vivo с результатами действия факторов космического пространства на высушенные клетки.Длительное (до 2 лет) экспонирование образцов высушенных клеток во внутренней среде орбитальной космической станции и на ее внешней поверхности как отечественными, так и зарубежными исследователями ранее не осуществлялось и позволит на качественно новом уровне уточнить степень медицинских рисков, обусловленных фактором космической радиации, при освоении человеком околоземного космического пространства и осуществлении межпланетных полетов.

Параллельно проведению данного КЭ в наземных условиях планируется провести контрольный эксперимент с целью получение данных о влиянии гамма-излучения на состояние генетического аппарата и выживаемость аналогичных образцов высушенных лимфоцитов человека и клеток костного мозга мыши, что позволит расширить существующие представления о механизмах повреждающего действия космической радиации.


Научная аппаратура:

При проведении космического эксперимента «Феникс» внутри ГО должны использоваться три укладки «Биоэкология». Каждая укладка имеет следующий состав:

- пенал «Биоэкология» - 4 шт.;

- чехол – 1 шт.

Габаритные размеры каждого пенала «Биоэкология» в чехле - 233х70х56 мм, масса - 0,35 кг. Каждый пенал представляет собой жесткий контейнер, выполненный из алюминиевого сплава, размещенный в чехле оранжевого цвета В каждом контейнере размещаются: справа – четыре тубы из полипропилена, слева – двенадцать пробирок из полипропилена, по центру между пробирками и тубами – один регистратор температуры типа DS1922L-FS в пакете типа «зиплок».  Каждый пенал должен быть оснащен детекторами излучения ТТД и ТЛД. Детекторы излучения поставляет постановщик эксперимента.

Габаритные размеры укладки «Биоэкология» - 237х137х137 мм. Масса – 1,6 кг.

При проведении космического эксперимента «Феникс» вне ГО должна использоваться аппаратура «Феникс» (подлежит разработке), имеющая следующий состав:

- планшет «Феникс» - 1 шт.;

- съемная батарея в чехле – 4 шт.;

- укладка «Ручки» -1 шт.

Планшет «Феникс» должен представлять собой плату для размещения четырех съемных батарей с ячейками для образцов клеток. Габариты планшета - не более 480х350х130мм. Масса планшета - не более 1,9 кг. Каждая съемная батарея должна быть оснащена детекторами излучения ТТД и ТЛД. Детекторы излучения поставляет постановщик эксперимента.

Габаритные размеры съемной батареи в чехле - не более 280х90х75мм. Масса съемной батареи - не более 0,8 кг.

На планшете «Феникс» должны быть предусмотрены узел крепления его к штатным элементам конструкции вне ГО PC МКС и ручка, обеспечивающая возможность переноса и монтажа планшета при ВнеКД.

Укладка «Ручки» предназначена для доставки на РС МКС 4-х ручек съемных батарей.

Габаритные размеры укладки «Ручки» - 130х120х100 мм. Масса укладки «Ручки» - 2,9 кг.

Ожидаемые результаты: Основными результатами КЭ будут следующие:

1.Данные по оценке действия факторов космического пространства на высушенные клетки по их выживаемости и целостности в зависимости от места экспозиции планшетов с образцами клеток на борту РС МКС.

2. Данные по характеристике наиболее повреждаемых локусов в геноме клеток.

3. Данные по оценке защитного эффекта корпуса МКС на целостность и выживаемость     высушенных клеток.

4. Данные по оценке различий в эффектах воздействия факторов космического пространства на высушенные клетки костного мозга и клетки invivo.

5. Данные по оценке различий в эффектах гамма- и космического излучений на высушенные лимфоциты человека и клетки костного мозга мыши.

Полученные результаты:

 

Сроки проведения: 2015-2016 гг.
Состояние эксперимента: Реализуется
Организация постановщик: ФНКЦ ФМБА
Организации участники: «Научно-исследовательский испытательный Центр подготовки космонавтов имени Ю.А.Гагарина», РКК «Энергия» имени С.П.Королёва, «НИИ общей патологии и патофизиологии» РАМН
Научный руководитель: Баранов В.М., НИИ космической медицины ФНКЦ ФМБА России, зам. гендиректора, д.м.н., профессор, академик РАМН
Публикации по эксперименту:

Публикации:   

Алещенко А.В., Алчинова И.Б., Дмитриева О.С., Дмитриева Г.П., Карганов М.Ю., Кожевникова М.И., Носкин Л.А., Серебряный А.М., Хлебникова Н.Н., Пелевина И.И. Использование цитогенетического метода исследования буккального эпителия и метода лазерной корреляционной спектрометрии для мониторинга нарушений в организме детей. Цитология, 2006, Т.48, №2,С.169-172.

Баранов В.М., Поликарпов Н.А., Новикова Н.Д., Дешевая Е.А., Поддубко С.В., Свистунова Ю.В., Цетлин В.В. Основные научные результаты космического эксперимента «Биориск» на Международной космической станции. // Авиакосмическая и Экологическая Медицина. – 2006.-Т.40. №3. –С.3-9.

Karganov M.Y., Kozhevnikova M.I., Aleschenko A.V.,Khlebnikova N.N.,Alchinova I.B., Pelevina I.I., Serebranyi A.M.,Ternovoy K.S.,Noskin L.A. Cytogenic abnormalities in buccal cells during spinal deformities in children. - Studies in Health Technology and Informatics, 2008, V.140, P.3-6

M.Karganov, I.Alchinova, E.Arkhipova, R.Dubovoi - Non-invasive polysystemic analysis of ecological and anthropogenic factors influence on children. - J.Trends of Biomedicine, 2009,

V.24, #1, p.26-27.

Alchinova I., Aleshenko A., Serebryanyi A., Pelevina I., Karganov M. Effect of flight factors on the degree of buccal epitheliocyte degradation.- In: “Apoptosis World 2008. From mechanisms to applications”. Luxembourg, 2008, p.228

 

Последнее обновление: 17.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения