Плесень выжила в условиях открытого космоса
Споры плесневых грибов пенициллы и аспергиллы, которые успешно колонизировали МКС, выживают в условиях открытого космоса. Они выдерживают облучение тяжелыми ионами и рентгеновским излучением, уровень которых в десятки раз выше, чем смертельная доза для человека. Об этом исследователи сообщили на конференции 2019 Astrobiology Science Conference, которая проходит в Сиэтле 24-28 июня.
Микроорганизмы, в том числе плесневые грибы, находили в воздухе, воде и на внутренних поверхностях космических станций с начала их работы. В частности, на станции «Мир» самыми многочисленными грибами были организмы из рода пеницилл (Penicillium) и кандида (Candida). На МКС чаще всего встречались те же пенициллы Rhodotorula mucilaginosa и аспергиллы (род Aspergillus). Некоторые пенициллы и аспергиллы вызывают коррозию алюминиевых сплавов на земле, но как они действуют в космосе, пока не ясно. Также некоторые найденные на МКС виды, в частности Aspergillus fumigatus и Rhodotorula mucilaginosa, могут вызвать инфекции у людей с ослабленным иммунитетом. Эти грибы опасны еще и тем, что их споры выдерживают экстремальные условия. Они не боятся химикатов и горячей воды и успешно переживают повышенный уровень радиации.
Однако эксперименты с микроорганизмами проводятся на космических кораблях или станциях, которые находятся на околоземной орбите. Когда люди отправятся на Марс, уровень радиации в открытом космосе будет гораздо выше и непонятно, выживет ли в таких условиях плесень.
Чтобы это проверить, исследователи из Германского центра авиации и космонавтики во главе с Мартой Кортезо (Marta Cortesão) поместили пенициллы и аспергиллы условия, соответствующие условиям открытого космоса. Споры облучали рентгеновским излучением, тяжелыми ионами и коротковолновым ультрафиолетовым излучением, а потом смотрели вырастет плесень, или нет.
Выяснилось, что споры пережили дозу рентгеновского излучения в тысячу Грей, дозу облучения тяжелыми ионами — в 500 Грей. Это в 100 и 50 раз выше смертельной дозы облучения для человека. Кроме того, споры грибов выдержали коротковолновое ультрафиолетовое излучение мощностью до трех тысяч Джоулей на квадратный метр.
«Теперь мы знаем, что [споры грибов] сопротивляются радиации гораздо сильнее, чем мы думали. То есть мы должны учитывать это, когда чистим и внутреннюю, и наружную поверхность корабля», — говорит Марта Кортезо. «Если мы планируем долгосрочную миссию, мы должны принимать во внимание присутствие плесени, так как, скорее всего, она выживет в космическом путешествии».
Если для плесени ученые пока только имитировали условия открытого космоса, выживаемость тихоходок в экстремальных условиях уже проверили. Эти крошечные беспозвоночные выжили несколько дней в открытом космосе (правда, все-таки не все), и выдержали облучение 500-1000 Грей, а медианная летальная доза для них составляла пять тысяч Грей.
Благодаря лекарствам гормоны перестали мешать иммунитету бороться с опухолью
Японские ученые описали механизм, благодаря которому лекарства, блокирующие работу эстрогенов, подавили развитие опухолей, не имеющих альфа-рецепторов к эстрогенам. Анализ данных от пациенток с трижды негативным раком молочной железы и эксперименты на мышах показали, что антиэстрогенные препараты снижают иммуносуппрессивное действие эстрогенов в отношении противоопухолевых цитотоксических лимфоцитов. Использование антиэстрогенных препаратов у мышей с опухолями, нечувствительными к эстрогенам, помогло замедлить рост опухолей. Исследование опубликовано в журнале British Journal of Cancer. Эстрогены называют женскими половыми гормонами, но они влияют не только на созревание и работу женской половой системы, но и практически на все органы и системы мужского и женского организма, включая мозг, эпителии, костную ткань и иммунную систему. В эпителиальных клетках молочных желез и женской половой системы есть альфа-рецепторы к эстрогенам, регулирующие рост и дифференцировку в разные фазы менструального цикла. Такие же рецепторы есть и во многих опухолевых клетках: примерно три четверти раков молочной железы экспрессируют альфа-рецепторы, а блокада рецепторов и блокада выработки эстрогенов лежат в основе лечения пациенток (и пациентов). В течение последних 30 лет появляются наблюдения, согласно которым опухоли молочной железы, не экспрессирующие альфа-рецепторы, иногда тоже реагируют на лечение антиэстрогенными препаратами, но механизм этого феномена оставался неясен. Иммунологи и биоинформатики из Университета Хоккайдо во главе с Кэн-итиро Сэйно (Ken-ichiro Seino) описали механизм действия антиэстрогенных препаратов на опухоли, лишенные альфа-рецепторов. Для начала они оттолкнулись от датасета TCGA, в котором содержалась информация о транскриптоме трижды негативного рака молочной железы у 171 пациентки. Ученые выяснили, что чем выше активность гена HSD17B1 в опухоли (ген кодирует фермент, превращающий малоактивный гормон эстрон в активный гормон эстрадиол), тем меньше в опухолевых массах цитотоксических Т-лимфоцитов (r = −0,299, p = 0,00006). У пациенток с высокой экспрессией фермента болезнь протекала агрессивнее. Ученые смоделировали на мышах, как влияет высокий уровень эстрогенов на противоопухолевый иммунитет. Они вводили самкам мышей опухолевые клетки из двух линий, не имеющих альфа-рецепторов к эстрогенам (мышиный трижды негативный рак молочной железы и мышиный колоректальный рак). Половине животных ученые удалили яичники перед введением клеток. У таких мышей уровень эстрогенов был ниже, чем в контрольной группе, но выживаемость была лучше, а опухоли росли медленнее. Если мышам с опухолями и нормально функционирующими яичниками вводить препараты, подавляющие образование эстрогенов (анастрозол) или блокирующие альфа-рецепторы (тамоксифен, фульвестрант), то количество цитотоксических лимфоцитов в опухоли становилось выше, причем эффект не был связан с дополнительными рецепторами к гормонам, которые часто обнаруживают у трижды негативного рака. Лимфоциты, инфильтрирующие опухоль, становились активнее под действием лекарств: в опухоли повышался уровень интерферона гамма и цитотоксических молекул, вырабатываемых активированными лимфоцитами. Когда ученые попытались лечить мышей с трижды негативным раком молочной железы комбинацией химиопрепаратов и фульвестранта, то добавление антиэстрогенной терапии снижало скорость прогрессирования опухоли в 2,5-5 раз. Эксперименты на культуре клеток показали, что активация рецепторов к эстрогенам на лимфоцитах снижает их противоопухолевую активность — подавляет выработку клетками интерлейкина второго типа и активность сигнального пути JAK-STAT (о том, какое отношение он имеет к воспалению, мы рассказывали на примере мышечной ткани). Работа ученых из Университета Хоккайдо показывает: если у давно известного лекарства нет мишени в опухолевых клетках, то это не значит, что лекарство не будет эффективным. Плейотропные эффекты антигормональных препаратов могут быть полезны в иммуноонкологии, но пока рано говорить о том, что связь между эстрогенами и противоопухолевым иммунитетом окончательно расшифрована (в ряде случаев она, видимо, и вовсе работает в противоположном направлении). Тем не менее некоторые антиэстрогенные препараты уже целенаправленно исследуют в лечении эстрогеннегативных опухолей. В онкологии много примеров, когда врачи извлекают пользу из лекарства, которое на первый взгляд не должно было работать. Один из самых ярких примеров — талидомид, у которого в последнее время находят все больше положительных эффектов. О нелегкой судьбе соединения читайте в материале «Готов искупить».