Выбор языка |
Главная О КНТС Новости Программы Направления исследований Эксперименты Результаты Информационные ресурсы Приём заявок
Шифр эксперимента: Иммунолаб
Направление НПИ: 3. Человек в космосе
Секция КНТС: 1. Космическая биология и физиология
Наименование эксперимента: Исследование иммунного статуса человека в условиях длительного космического полета с помощью комплекса «Иммунолаб»
Цель эксперимента: Изучение системы иммунитета человека при воздействии на организм факторов длительного космического полета на борту Международной космической станции (МКС).

 

Описание эксперимента:

В настоящее время накоплено достаточно фактов, позволивших сформулировать постулат о том, что иммунную систему можно отнести к одной из ведущих функциональных систем организма. Благодаря эффективной работе иммунитета организм способен противостоять множеству факторов, оказывающих негативное влияние. От состояния иммунной системы, ее адаптационных возможностей зависит адекватность реагирования организма на генетически чужеродные агенты и вероятность развития аллергических, инфекционных, аутоиммунных и онкологических заболеваний.

Многолетний опыт изучения функций иммунной системы космонавтов и астронавтов после завершения орбитальных полетов показывает, что адаптация к комплексу факторов космического полета приводит как к количественным, так и качественным изменениям врожденного и адаптивного иммунитета. Несомненно, что наибольший интерес представляют исследования системы иммунитета космонавтов непосредственно во время пребывания на борту космической станции.

К сожалению, осуществлены пока лишь единичные исследования биологического материала, полученного от космонавтов и астронавтов во время пребывания на борту орбитальных станций и доставленного на Землю, в специализированных иммунологических лабораториях.

Однако эти исследования, выявившие появление негативных сдвигов в Т- и В-звене иммунитета у членов экипажей космических миссий во время пребывания в условиях микрогравитации, позволили сделать важный вывод о необходимости мониторинга состояния системы иммунитета непосредственно во время космического полета.

В связи с этим одной из ключевых проблем стоящих перед космической иммунологией является создание комплексной системы контроля и прогнозирования возможных негативных сдвигов в работе иммунной системы во время космических полетов, включая будущие межпланетные экспедиции. Естественно, что решение этой общей проблемы невозможно без решения проблемы, связанной с созданием автоматизированной лаборатории клинической иммунологии - лаборатории, позволяющей проводить исследования состояния иммунологической резистентности членами экипажа непосредственно на борту. Для таких целей разработана аппаратура «ИММУНОЛАБ», которая позволяет определять ряд интегральных показателей иммунного статуса (гуморальные факторы – цитокины, иммуноглобулины, и мембранорецепторы иммунокомпетентных клеток), не отправляя пробы биологического материала на Землю.

Систематическое наблюдение за состоянием иммунной системы членов экипажей космических миссий не только позволит выявлять иммунологические сдвиги, предшествующих возникновению заболеваний, связанных с нарушениями иммунологической реактивности, но обеспечит базис для подбора адекватных средств, направленных на предупреждение нежелательных иммунологических изменений во время космических полетов.

Новизна эксперимента:

КЭ «Иммунолаб» – новое исследование, направленное на получение научных знаний относительно стадий и выраженности процесса физиологической адаптации человека к непривычной среде обитания во время длительных космических полетов.

Результаты этого исследования будут важны не только для медико-биологического обеспечения длительных орбитальных и межпланетных полетов, но и для понимания механизмов изменений в функционировании системы иммунного гомеостаза человека при действии неблагоприятных факторов среды обитания, что даст возможность разработать новые и современные подходы для профилактики нарушений иммунной системы не только в условиях микрогравитации, но и в практической медицине.

 

Научная аппаратура:

Для проведения КЭ должна использоваться следующая аппаратура:

- комплекс «Иммунолаб», предназначенный для иммунологических исследований на РМС МКС (требуется разработка);

- холодильник, предназначенный для транспортирования расходных материалов в составе транспортных кораблей «Союз» и/или «Прогресс» (требуется разработка);

- аппаратура из состава комплекса «Плазма-03», предназначенная для отбора и обработки проб биоматериала (находится на борту, требуется доставка расходных материалов);

- бортовой компьютер для обеспечения передачи результатов эксперимента на Землю;

- морозильник «MELFI», предназначенный для хранения расходных материалов. (АС МКС).  

Ожидаемые результаты:

В связи с тем, что данное исследование с использованием комплекса «Иммунолаб» позволяет перейти на принципиально новый уровень решения важнейших проблем, включающих мониторинг за состоянием иммунологической реактивности и выявление воздействия неблагоприятных факторов космического полета на иммунную систему у космонавтов на борту орбитальной станции, его результаты будут важны не только для персонифицированного прогнозирования вероятных рисков развития патологических состояний иммунной системы и индивидуального подбора средств профилактики и коррекции нарушений в функционировании системы иммунитета в космосе, но и при разработке методологии прогнозирования развития нарушений в иммунной системе при воздействии экстремальных факторов окружающей среды на Земле. 

Полученные результаты:

 

Сроки проведения: 2016 - 2020 гг.
Состояние эксперимента: Готовится
Организация постановщик: Государственный научный центр Российской Федерации – Институт медико-биологических проблем Российской академии наук
Организации участники: Германский центр авиации и космонавтики Deutsches Zentrum fur Luft - und Raumfahrt e.V. (DLR)
Научный руководитель: Орлов О.И., ИМБП РАН, первый зам. директора, член-корр. РАН, проф., д.м.н.
Публикации по эксперименту:

1. Chouker A., Kaufmann I., Kreth S., Hauer D., Feuerecker M., Thieme D., Vogeser M., Thiel M., Schelling G. Motion sickness, stress and the endocannabinoid system // PLoS One. 2010 May 21;5(5).

2. Chouker A, Morukov B, Sams C. Clinical immunology in new frontiers// Scientific American Presents: looking up, Europe’s quiet revolution in microgravity research. 2008. Р. 24–31.

3. Crucian B &Chouker A. Immune System in Space: General Introduction and Observations on Stress-Sensitive Regulations // In "Stress Challenges and Immunity in Space", 1st Volume, Springer Heidelberg. 2012.

4. Crucian B., Sams C. Immune system dysregulation during spaceflight: clinical risk for exploration-class missions // J LeukocBiol. 2009. V. 86(5). P.1017–1018.

5. Crucian B.E., Cubbage M.L., Sams C.F. Altered cytokine production by specific human peripheral blood cell subsets immediately following space flight // J Interferon Cytokine Res. 2000. V.20(6). P.547–556.

6. Crucian B.E., Stowe R.P., Pierson D.L., Sams C.F. Immune system dysregulation following short- vs long-duration spaceflight // Aviat Space Environ Med. 2008. V. 79(9). P.835–843.

7. Feuerecker M, Mayer W, Kaufmann I, Gruber M, Muckenthaler F, Yi B, Salam AP, Briegel J, Schelling G, Thiel M, Chouker A. A corticoid-sensitive cytokine release assay for monitoring stress-mediated immune modulation // Clin Exp Immunol. 2013 May;172(2):290-299.

8. Morukov B, Rykova M, Antropova E, Berendeeva T, Ponomaryov S,Larina I.T-cell immunity and cytokine production in cosmonauts after long-duration space flights // ActaAstronautica, 2011. V.68. P.739-746.

9. Morukov B. V., Rykova M. P., Antropova E. N., Berendeeva T. A., Ponomaryov S. A., Larina I. M. Parameters of the Innate and Adaptive Immunity in Cosmonauts after Long-Term Space Flight on Board the International Space Station // Human Physiology. 2010, V. 36, N. 3, P. 264–273.

10. Paulsen K, Thiel C, Timm J, Schmidt PM, Schoppmann K, Tauber S, Hemmersbach R, Seibt D, Kroll H, Grote KH, Zipp F, Schneider-Stock R, Cogoli A, Hilliger A, Engelmann F, Ullrich O. Microgravity-induced alterations in Signal Transduction in Cells of the Immune System // Acta Astronaut. 2010. V.67 (9-10), P.1116-1125.

11. Rykova M. P. Immune system of Russian cosmonauts after orbital space flights// Human Physiology. 2010, V. 36. N. 3. P. 264–273.

12. Rykova M., Morukov B., Antropova E.. NK Cells Assessments: A Thirty-Year-Old History of Immune Stress Interaction in Space. In "Stress Challenges and Immunity in Space", 1st Volume, Springer Heidelberg. 2012.

13. Rykova М.P., AntropovaЕ.N., Larina I.M., Morukov B.V.. Humoral and cellural immunity in coamonauts after the ISS missions // ActaAstronautica. 2008. V. 63. P.697-705.

14. Ullrich O, Paulsen K, Thiel C, Herrmann K, Huber K, Sang C, Han G, Hemmersbach R, von der Wiesche M, Kroll H, Zhuang F, Grote KH, Cogoli A, Zipp F, Engelmann F. Cell Cycle Control And Adhesion Molecule Expression In Cells Of The Immune System Are Sensitive To Altered Gravity // J. Gravit. Physiol. 2008. V.15(1). P.197-198.

 

Последнее обновление: 17.11.2017

Информационная справка

Программы

Изображения