Животное-феномен: как ученые хотят применять тихоходку в медицине

Тихоходка – будущий покоритель Марса. В NASA предложили скрестить ДНК этого насекомого и человека, чтобы колонизировать Красную планету. Китайцы же уверены, что эти существа помогут при ликвидации последствий техногенных катастроф, ведь они не боятся радиации. Как связаны тихоходка и бессмертие? В какой курьерской службе работает этот водяной медведь и что он доставляет? Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.

Сколько водяной медведь проедет на гоночном моллюске

Гоночное авто способно разогнаться почти до 300 километров в час, а скорость улитки – полсантиметра в две секунды. Но она тоже транспорт, тоже "болид". Микроскопическое животное – водяной медведь или тихоходка – использует улиток как личный автомобиль. Дело в том, что за час крохотное существо сдвинется с места всего на пару сантиметров. А на гоночном моллюске за это же время уползет аж на полтора метра. Этот факт путешествий "улиткостопом" доказали биологи из Польши.

"Тихоходка достигает в длину около миллиметра, и поэтому легко помещается на улитке. Для эксперимента мы взяли 10 моллюсков и 20 водяных медведей и поместили их в чашки Петри. Тихоходки прилипли к слизи на раковине и телу моллюсков и таким образом смогли передвигаться. Они могут ездить верхом на улитках и по земле, и в водоемах", – говорит профессор кафедры систематики и экологии животных Университета им. Адама Мицкевича Лукаш Качмарек.

Тихоходки как средство от бессонницы

Конечно, поездки на улитках подойдут только для тихоходок. Но человеку тоже есть чему поучиться у этих существ – например, как избавиться от бессонницы.

За сном тихоходки пристально наблюдают биологи из лаборатории в Волгограде. В объятиях Морфея водяной медведь может провести десятилетия. Ученые называют это явление криптобиозом. В таком состоянии крохотные существа обходятся без еды и воды.

"Они в состоянии переживать достаточно суровые условия. Сворачивают практически полностью свою жизнедеятельность, засыпают, обезводившись, пересыхают или перемерзают. В таком спящем состоянии могут выдерживать крайне высокие давления, длительное замораживание, очень длительное хранение в полностью сухом состоянии", – рассказал кандидат биологических наук, доцент кафедры экологии природопользования Волгоградского государственного университета Николай Онистратенко.

Как именно человеку научиться так долго спать, ученым только предстоит выяснить.

Как тихоходки могут спасти жизни людей

Тихоходкам уже нашли реальное применение в медицине – эти крохотные существа могут спасти миллионы жизней. Каждый год в Африке и Латинской Америке смертельно опасной желтой лихорадкой заражаются тысячи человек. Единственное спасение от инфекции – вакцина. Вот только хранить ее нужно строго при температуре не выше восьми градусов Цельсия.

Но что же делать жителям жарких стран, где воздух раскаляется словно в печи, а холодильники для многих – роскошь? Американские ученые нашли решение: они предлагают заменить холодильники для лекарств клетками тихоходок.

"В организме этих существ есть уникальный белок и так называемая сахарная трегалоза. Эти вещества помогают животным пребывать в состоянии анабиоза. Мы использовали белок тихоходки для сухой консервации медицинских препаратов. Они оставались в течение 10 недель в сухом виде без охлаждения или заморозки и после этого не потеряли своей эффективности", – рассказал доцент кафедры молекулярной биологии университета Вайоминга Томас Бутби.

Как тихоходки могут доставлять лекарства

Тихоходки не только повысят уровень вакцинации в странах третьего мира, но и станут самыми полезными в мире курьерами. Насекомые могут добраться туда, куда до сих пор не может попасть человек. И речь не о далеком космосе, а о том, что внутри нас.

Водяные медведи используют свои цепкие когти, чтобы удержаться на любой поверхности. Китайские инженеры позаимствовали эту суперспособность существ и собрали робота для доставки лекарств к определенным органам. Устройство размером всего в 20 микрон цепляется к стенкам кровеносных сосудов, как тихоходка к стеблям растений, и движется по ним к цели.

"Микроробот перемещается вращениями, подобно колесу. Его когти сделаны из полимеров, а само тело состоит из нескольких слоев. Внутренний магнитный слой приводит устройство в движение. Внешний слой по составу имитирует мембрану эритроцитов и таким образом улучшает сцепление со стенкой сосуда. Робота-доставщика уже испытали внутри вены кролика. Он смог плыть по сосуду со скоростью примерно два сантиметра в секунду, даже с учетом сильного потока крови, а потом просто прилип к живой ткани", – пояснила профессор кафедры биохимии Мельбурнского университета Лорен Сало.

Тихоходки в борьбе с радиацией

Тихоходка может не только помочь с доставкой лекарств, но и способна защитить человечество от радиации. В марте 2023 года в Миннесоте остановили атомную станцию. С АЭС годами сбрасывали воду с радиоактивным изотопом – тритием. Только за осень 2022-го в грунтовые воды вытекло почти полтора миллиона тонн зараженной жидкости.

Тихоходка поможет перестать бояться подобных утечек с АЭС. Для этого существа радиация не страшнее дождя или яркого солнца. Водяной медведь спокойно переносит 570 тысяч рентген – это излучение в 10 раз больше дозы, смертельной для человека. И мы тоже можем стать такими же неуязвимыми, как тихоходка, – если позаимствуем ее гены. В Китае уже знают, как это сделать.

"Чтобы изменить ДНК человека, ученые ввели ген тихоходки в эмбриональные стволовые клетки, а затем направили на них рентгеновские лучи. В результате почти 90% образцов смогли пережить смертельную дозу излучения. Если метод китайских биоинженеров действительно окажется рабочим, то в будущем мы получим новое поколение генетически измененных людей, для которых радиация не опасна", – считает научный обозреватель Хэнк Грин.

Тихоходки помогут в колонизации Марса

Иммунитет к радиации очень пригодится колонизаторам Марса. Если марсонавт начнет обустраивать быт на Красной планете, то за год он накопит до 15 рентген ионизирующего облучения. А это в 300 раз больше предельной годовой дозы для человека. И как людям выжить при такой радиации? Ответ на этот вопрос знают все те же тихоходки.

"Проводились эксперименты, когда в таком спящем состоянии бедных тихоходок отправляли в космос, и там они находились в безвоздушном пространстве какое-то время под воздействием всех неблагоприятных условий космической среды. Часть из них по возвращении оказались способны ожить", – уточнил кандидат биологических наук.

Тихоходки помогут покорить другие звездные системы

Получается, без генов тихоходки колонизаторам Марса и Луны просто не обойтись, и не только им. Благодаря крохотным тихоходкам можно будет покорить другие звездные системы. Ученые из Калифорнии хотят отправить супервыносливых животных почти за 40 триллионов километров от Земли – к проксиме Центавра. Во время путешествия ученые будут следить за метаболизмом, работой нервной системы и старением тихоходок. В будущем эти данные могут пригодиться самому человеку в случае, если мы решим покорить далекий космос на высокоскоростных кораблях.

Пока же для тихоходок американцы хотят создать мини-зонды, которые будут лететь на скорости больше 160 миллионов километров в час. Аппараты запустят с помощью лазера. Для этого на Земле или Луне построят огромную установку.

"Во время полета к проксиме Центавра тихоходки будут находиться в анабиозе. Они проснутся, как только зонды достигнут цели. По размеру сами капсулы для водяных медведей не больше ладони. Их сделают из полупроводниковых пластин с защитой от радиации и космической пыли", – поделился подробностями профессор физического факультета Калифорнийского университета, автор исследования Филип Любин.

Запуск водяных медведей планируется после 2050 года. Еще 20 лет понадобится, чтобы мини-зонды достигли проксимы Центавра. И кто знает, может, к этому времени человечество получит иммунитет к радиации и покорит всю Вселенную с генами тихоходок.

О самых невероятных достижениях прогресса, открытиях ученых, инновациях, способных изменить будущее человечества, смотрите в программе "Наука и техника" с ведущим Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.