Господство в космосе: Борьба за мировое лидерство за пределами Земли - Эмилио Коцци

целых систем организма под новым углом. «Клетки эндотелия обеспечивают приток крови, – поясняет Ауньон-Чанселлор, – а опухоли не могут расти без кровоснабжения. Если мы научимся его блокировать, это станет мощным оружием в борьбе с раком».

Примечательно, что это исследование финансировала не государственная структура вроде американского министерства здравоохранения или какого-нибудь университета, а частная компания Angiex из Кембриджа, которая ищет способы лечения 90% известных видов рака.

В архивах NASA хранятся данные о сотнях экспериментов, проведенных на МКС. Десятки из них посвящены кристаллизации белков. Ученые изучают, как формируются кристаллы в космосе, чтобы создавать более качественные лекарства, а затем воссоздавать необходимые условия их получения на Земле[118]. Американский фармацевтический гигант Merck отправил на орбиту молекулы моноклональных антител, используемых в лечении некоторых видов рака: в невесомости их кристаллы растут легче и получаются качественнее[119]. А Калифорнийский университет развивает направление, о котором говорила Ауньон-Чанселлор: исследователи разработали препарат, который не только замедляет остеопороз, но и стимулирует формирование костной ткани. После длительного периода в невесомости болезнь развивалась у подопытных животных с невероятной скоростью. На Земле подобные изменения происходят гораздо медленнее, даже при таких факторах риска у людей, как малоподвижность или менопауза у женщин[120].

Похожий принцип используется и в исследованиях болезни Альцгеймера, только с противоположной целью. Ученые наблюдают, как в условиях микрогравитации накапливаются амилоидные белки – те самые, что, образуя скопления в мозге пожилых людей, разрушают нейроны и вызывают это тяжелое нейродегенеративное заболевание. Над таким проектом совместно работали NASA, группа ученых и частная компания Teledyne Brown Engineering из Хантсвилла, штат Алабама[121]. Подобные эксперименты проводил и Пармитано в 2019 г., во время своего второго полета[122].

В 2020 г. МКС отметила 20-летие непрерывной работы на орбите. К этой дате NASA включило исследования остеопороза, нейродегенеративных заболеваний и рака в список 20 важнейших научных достижений станции. По данным журнала Nature, к тому моменту на борту МКС было проведено более 3000 экспериментов с участием ученых из 108 стран[123]. И это только начало.

Любопытно, что большая часть научной работы на МКС посвящена биологии и биотехнологиям – всего было проведено более 1200 экспериментов, преимущественно от японского космического агентства JAXA. На втором месте – испытания новых технологий (свыше 500 экспериментов), на третьем – образовательные проекты. Просветительская работа, особенно со школьниками всех возрастов, считается одной из ключевых задач станции. Во время миссии «Минерва» астронавт ЕКА Саманта Кристофоретти стала первым астронавтом, использующим TikTok для рассказов о работе на орбите. В своих научно-популярных роликах она объясняла суть экспериментов, показывала особенности жизни на станции и делилась советами о здоровом образе жизни. Один из ее экспериментов в 2022 г. был посвящен правильному питанию: как в невесомости поддерживать оптимальный состав тела и предотвращать увеличение доли жировой массы из-за вынужденной малоподвижности. Очевидно, что результаты таких исследований могут принести пользу и тем, кто в жизни не покинет пределов Земли.

Подобные эксперименты проводятся и на Земле. Добровольцев укладывают на несколько месяцев на специальные больничные кровати, наклоненные так, что голова находится ниже ног. Такое положение имитирует условия микрогравитации: кровь приливает к верхней части тела, а мышцы ног бездействуют – все как в космосе. Один из лидеров таких исследований – медицинский центр Medes в Тулузе. Он регулярно набирает добровольцев, готовых провести 60 дней в постели с наклоном 6°, практически не двигаясь. Полная продолжительность эксперимента, включая предварительные и последующие обследования, составляет 88 дней. За это участники получают 18 000 евро (выплачиваемых в течение четырех лет). Такие эксперименты получили название bed-rest – «постельный режим». Они помогают изучать влияние невесомости на человека, не покидая Земли, и лучше подготовиться к будущим космическим полетам[124]. Два месяца постельного режима только звучат как райское удовольствие – на деле это серьезное испытание для тела и духа. Эксперименты дают понять, что чувствуют космонавты во время длительных полетов и с какими трудностями столкнется человечество при освоении космического пространства.

20. Врач на другой планете. Космическая медицина

В основе многих научных открытий лежит парадоксальный принцип: мы намеренно создаем себе трудности, ищем решения еще не существующих проблем – и эти решения потом оказываются бесценными в более простых ситуациях и менее экстремальных условиях. Классический пример – история с созданием точных часов. Английским мореплавателям нужно было научиться определять свое местоположение в открытом море, где единственными ориентирами служат солнце и звезды. Часы, показывающие точное время по Гринвичу, позволяли по высоте солнца в полдень вычислить долготу.

Если задуматься, космические полеты мало чем отличаются от морских путешествий. Оказавшись вдали от земли, сталкиваешься с проблемами, которых просто не существует на берегу.

Эта проблема становится еще острее при полетах к другим небесным телам. В экстренной ситуации на МКС космонавт может вернуться домой за несколько часов. С Луны этот путь займет три дня. А вот с Марса – месяцы, да и то лишь когда положение планет благоприятно для возвращения, то есть раз в 26 месяцев. «Отправившись к Марсу, вы уже не сможете повернуть назад, – пишет Томмазо Гидини, глава отдела механической инженерии ЕКА. – Придется пройти весь путь туда и обратно, а это минимум полтора года. В первых полетах экипаж будет небольшим – около шести человек. И среди них обязательно должен быть врач, которого мы называем хирургом Макгайвером»[125].

Операция в невесомости

В июле 2019 г. грузовой корабль SpaceX доставил на МКС необычный прибор – 3D-принтер для биологических тканей, получивший название 3D BioFabrication Facility (BFF). Как и формирование белковых структур, рост клеток и тканей сильно зависит от гравитации – особенно когда речь идет о выращивании искусственных органов[126]. Невесомость открывает новые возможности: она позволяет послойно создавать ткани, используя, например, стволовые клетки. BFF использует в качестве «биочернил» белки, полученные из тканей и зрелых человеческих клеток (стволовых или плюрипотентных), и печатает из них живую ткань. Первые эксперименты уже позволили создать образцы сердечной ткани и элементы человеческого мениска. Параллельно идет работа над другими проектами: компания LambdaVision разрабатывает технологию печати искусственной сетчатки[127], а Немецкий центр авиации и космонавтики (DLR) создает аварийный набор для печати лоскутов кожи при ранениях[128].

ЕКА уже давно работает над внедрением подобных медицинских технологий. В 2019 г. агентство возглавило консорциум, в который вошли компании OHB System AG и Blue Horizon, а также клиника Дрезденского технического университета. Им удалось напечатать на 3D-принтере фрагменты кожи и кости из стволовых клеток – специально для использования в космосе[129]. Как пишет Томмазо Гидини в своей книге «Человек звездный»:

«Мы научились создавать кожную ткань из фибробластов и плазмы – материалов, которые легко получить у членов экипажа. <…> Для выращивания костной ткани использовали