К вопросу о технических условиях моделирования воздействия лунной и марсианской силы тяжести на клеточные культуры

MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2018

Артамонов А.А., Алчинова И.Б.

К ВОПРОСУ О ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛУННОЙ И МАРСИАНСКОЙ СИЛЫ ТЯЖЕСТИ

НА КЛЕТОЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ

НИИ космической медицины ФГБУ ФНКЦ ФМБА России, 115682, г. Москва

В работе рассматриваются вопросы, связанные с моделированием на 2Б-клиностате, различных режимов работы. Выявлено, что для качественного проведения экспериментов по 2D-клиностатированию необходимо учитывать особенности физических процессов, происходящих в культуральной жидкости. Показано, что важную роль в моделировании условий разной силы тяжести играет форма и размер культуральных флаконов и радиус вращения. Приведённые в статье теоретические расчёты указывают на то, что использование культуральной посуды меньшего размера (настолько, насколько позволяют условия эксперимента) и более обтекаемой формы уменьшают стохастические потоки, вызывающие сдвиговый стресс. Теоретически найдены наиболее оптимальные размеры радиуса 2D-клиностата - от 10 до 20 см для максимально корректного моделирования условий притяжения Луны и Марса. В культуральной жидкости при использовании 2D-клиностата, по сравнению с 3D, в меньшей степени возникают стохастические потоки, что подтверждается моделированием, проведённым другими авторами. Авторы рекомендуют, для оценки повреждающего действия сдвигового стресса на клетки, проводить динамические контрольные исследования с теми же параметрами вращения, что в случае с 2Б-клиностатом. Нами было обнаружено, что важно учитывать схему расположения флакона с прикреплённой к нему культурой относительно оси вращения в клино-стате. Важно ориентировать флакон таким образом, чтобы результирующее ускорение было направлено на культуру клеток, а не от неё. Применение изложенных выше расчётов в прямых экспериментах существенно повысит качество и воспроизводимость результатов, расширит возможности моделирования сочетанного действия невесомости и других факторов космического полёта.

Ключевые слова: 3Б-клиностат; 2Б-клиност; моделирование невесомости; сила тяжести Луны и Марса; клеточные культуры; флаконы; вращение; расчёт силы тяжести; гравитационная физиология.

Для цитирования: Артамонов А.А., Алчинова И.Б. К вопросу о технических условиях моделирования воздействия лунной и марсианской силы тяжести на клеточные культуры. Медицина экстремальных ситуаций. 2018; 20(2): 203-210.

Для корреспонденции: Артамонов Антон Анатольевич, PhD, ведущий инженер НИИ космической медицины ФГБУ ФНКЦ ФМБА России, 115682, г. Москва. E-mail: anton.art.an@gmail.com

Artamonov A.A., Alchinova I.B.

TOWARDS TECHNICAL CONDITIONS FOR MODELING THE EFFECTS OF LUNAR AND MARTIAN GRAVITY ON CELL CULTURES

Research Institute of Space Medicine of the Federal Scientific-Clinical Center of the Federal Medical-Biological Agency of Russia, 115682, Moscow

The paper deals with issues related to modeling various operating modes on a 2D clinostat. It is revealed that for the qualitative implementation of experiments on 2D clinorotation, it is necessary to take into account the peculiarities of the physical processes occurring in the culture liquid. The shape and size of the culture flasks and the radius of rotation were shown to play an important role in modeling the conditions of different gravity. The theoretical calculations presented in the article indicate to the use of smaller culture dishes (as much as the experimental conditions permit) and a more streamlined form to reduce the stochastic flows causing shear stress. Theoretically, the most optimal dimensions of the radius of the 2D clinostat were found - from 10 to 20 cm for the most correct modeling of the conditions of the attraction of the Moon and Mars. In using a 2D clinostat, stochasticflows in a culture liquid occur

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

less likely than in 3D clinostat, as evidenced by simulations conducted by other authors. For assessing the damaging effect of shear stress on cells, authors recommend conducting dynamic control studies with the same rotational parameters, as in the case of a 2D clinostat. We found that it is important to take into account the layout of the vial with the culture attached to it relative to the axis of rotation in the clinostat. It is important to orient the vial in such a way that the resulting acceleration is directed at the culture of cells, but not from it. Application of the above calculations in direct experiments will significantly improve the quality and reproducibility of the results, expand the possibilities for modeling the combined effect of weightlessness and other factors of space flight.

Keywords: 3D clinostat; 2D clinostat; modeling ofweightlessness; lunar gravity; Martian gravity;

cell culture; vials; rotation; calculations of gravity force; gravitational physiology.

For citation: Artamonov A.A., Alchinova I.B. Towards technical conditions for modeling the effects of lunar and Martian gravity on cell cultures. Meditsina ekstremal'nykh situatsiy (Medicine of Extreme Situations) 2018; 20(2): 203-210. (In Russ.).

For correspondence: Anton A. Artamonov, MD, Ph.D., leading engineer of the Research Institute of Space Medicine of the Federal Scientific-Clinical Center of the Federal Medical-Biological Agency of Russia, 115682, Moscow. E-mail: anton.art.an@gmail.com

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest. Acknowledgments. The study had no sponsorship. Received 09 Apr 2018 Accepted 28 Mai 2018

Введение

С момента начала освоения человеком Космоса как новой среды обитания возник вопрос: «Как отреагируют живые организмы на отсутствие привычной земной гравитации?»

На околоземной орбите побывали организмы, находящиеся на разных ступенях эволюционного развития - от бактерий и водорослей до человека. Адаптационные изменения у космонавтов были связаны с реакцией сердечно-сосудистой системы и с изменением водно-солевого баланса. Исследования влияния невесомости на культуры клеток, ткани млекопитающих и «индивидуальные одноклеточные организмы» не показали наличия каких-либо гравитационно-зависимых процессов, «...реакция на изменение силы тяжести является прерогативой по меньшей мере органа, а чаще организма как целого» [1, 2]. Эксперименты на космических аппаратах и моделирование в условиях Земли показали, что основное повреждающее действие на многоклеточных невесомость оказывает в момент поздней бластулы (опыты с рыбами и амфибиями). Трудоёмкость и высокая стоимость экспериментов на космических аппаратах не позволяют получить большой объём воспроизводимых данных. Тем не менее, в отношении невесомости, как и в отношении действия большинства экстремальных факторов, верно утверждение:

«Снижение пассивной резистентности организмов в ходе эволюции и индивидуального развития - плата за постоянное усложнение его как единой развивающейся единицы» [3].

Новая страница в исследовании влияния невесомости на живые организмы была открыта с внедрением клеточных технологий. Однако моделирование невесомости на клеточных культурах в условиях Земли имеет ряд особенностей. Параболический полёт, падение в высотных башнях и суборбитальные полёты дают лишь кратковременную невесомость, влияния которой недостаточно для изменения клеточного метаболизма. В результате для клеток был разработан метод моделирования невесомости -клиностатирование.

На сегодняшний день используют два основных типа клиностатов: 2D-устройство, в котором осуществляется вращение клеточных культур относительно горизонтальной плоскости и Random Positioning Machine (RPM), также можно встретить в литературе и другое название -3D-клиностат [4, 5], где вращение относительно центра 3D-клиностата происходит в разных плоскостях, и направление вращения задаётся случайным образом.

Развитие молекулярных методов и увеличение количества экспериментов со стволовыми клетками при использовании разных технологий клиностатирования позволили полу-

чить данные о внутриклеточных процессах и межклеточных взаимодействиях. Изменения в клеточном метаболизме при моделировании микрогравитации связаны с несколькими процессами. Отсутствие гравитации уменьшает нагрузку на мембранные структуры клетки, на филаменты, за счёт которых структурируется внутреннее содержимое клетки. И при моделировании, и в прямых экспериментах на космических аппаратах показано, что первым на условия невесомости у прикреплённых клеточных культур реагирует актиновая часть цитоскелета. Эта реакция является, видимо, адаптивным механизмом, так как изменения, возникающие через 30 мин, частично или полностью исчезают через 120 ч [6, 7]. В исследованиях генома отмечают зависимость экспрессии белков семейства RhoA, отвечающих за организацию цитоскелета, от длительности клиностатирования [8].

Цитоскелет, состоящий из филаментов, позволяет клетке сохранять форму и противостоять механическим нагрузкам, обеспечивает поддержку и движение органелл. Деполимеризация актиновых филаментов, вследствие микрогравитации, вызывает изменения движения ферментов и субстратов. Показано, что перестройка микрофиламентов и изменение структуры мембран митохондрий стимулируют развитие апоптоза [9,10]. Также, для части клеток отмечено снижение пролиферации, что связано с нарушением строения центров организации микротрубочек, а каждое деление сопровождается возникновением аномалий в строении ту-булина [11].

При клиностатировании ещё одним физическим процессом, к которому клетки «вынуждены» приспосабливаться, является ослабление связи с опорой. Клетки млекопитающих (как нормальные, так и раковые) находятся в тесном взаимодействии друг с другом. Контакт с подложкой для многих клеток является необходимым условием для пролиферации и ориентировании в пространстве. Ответом клетки на компенсацию гравитации является изменение экспрессии генов адгезии, которое фиксируется и при геномном анализе [12], и по наличию клеточных маркёров, например, 1САМ-1 и УЕ-кадгерина на поверхности клетки [13].

MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES

В ряде работ показано изменение соотношения длительности фаз клеточного цикла. Так, микрогравитация ингибирует прогрессию клеточного цикла в клетках EA. Hy926 от фазы G0/G1 к S-фазе на более ранних сроках экспозиции, по сравнению с воздействием на клетки нейробластомы человека SHSY-5Y [6, 14].

Отсутствие привычных клеточных связей меняет гуморальный сигналлинг. В частности, показано изменение уровня цитокинов интер-лейкина-2 и у-интерферона [9], а также интер-лейкинов 6, 8, и фактора некроза опухоли при длительном клиностатировании [15, 16].

Геномный анализ после длительного кли-ностатирования показал значимые различия в уровне экспрессии более 2881 генов, в том числе: генов, связанных с апоптозом (n = 182), цитоскелетом (n = 80), адгезией и внеклеточным матриксом (n = 98), деления (n = 184), реакции на стресс (n = 268), миграции (n = 63), ангиогенеза (n = 39), и передачи сигнала (n = 429) [12].

Преимуществом клиностатирования также является возможность его использования для моделирования патологических процессов на нормальных клетках и отработки методов экспериментальной терапии на опухолевых [16, 17].

Полученные данные показывают, что кли-ностатирование может быть хорошим способом моделирования невесомости. Возможность межпланетных миссий создаёт необходимость моделирования силы тяжести, характерной для других небесных тел. В данной работе рассматриваются параметры 2D-клиностатирования, необходимые для моделирования силы тяжести, характерной для Луны и Марса.

2D-, 3D-клиностаты

Работа RPM характеризуется плавным и постепенным изменением позиции клеточных культур относительно вектора силы тяжести и в случайных направлениях. Время нахождения в определённой позиции значительно меньше, чем время ответа клеточных культур на воздействие силы тяжести [18]. Как 2D-, так и 3D-клиностаты призваны минимизировать действие на клеточные культуры гравитационного стимула. Общим недостатком

205

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

клиностатов является наличие турбулентных потоков, возникающих как за счёт мелких пузырьков воздуха, так и за счёт формы куль-туральной посуды и режима клиностатирова-ния. Минимизировать неблагоприятное воздействие перемещения пузырьков в жидкой среде возможно путём их удаления и контроля постоянства объёма жидкости. Турбулентные потоки, возникающие в результате инерционного движения жидкости, нивелировать невозможно [19]. В литературе такие неблагоприятные воздействия перемещения слоёв жидкости относительно клеточной культуры называют сдвиговым стрессом (shear stresses). Чем более значительные величины силы тяжести мы моделируем, тем более значительные турбулентные потоки и градиенты сил будут в жидкой среде. Более подробно с динамикой жидких сред в экспериментах с клиностатами можно познакомиться в работе [20]. По характеристикам 3D-клиностата и выбранного в данной статье типового флакона было произведено моделирование сдвигового стресса, в случае 2D-клиностатирования с теми же параметрами и по той же схеме, как и приведено в работе [20]. При моделировании невесомости (60 град/с) было выяснено, что сдвиговый стресс при 3D-клиностатировании превышает в десятки раз сдвиговый стресс при 2D-клиностатировании в местах наибольшего влияния на клетки, то есть в углах на верхней и нижней поверхности флакона [20].

Можно предположить, что при моделировании лунной и марсианской силы тяжести (скорости вращения выше, чем 60 град/с), разницы величин сдвигового стресса для 2D- и 3D-клиностатов будут значительно различаться. Локальное повышение сдвигового стресса, возникающее в результате столкновения различных потоков жидкости, имеет большую амплитуду при вращении 3D-клиностата (как следствие постоянного случайного изменения направления вращения).

Подробное описание параметров турбулентных потоков при 3D-клиностатировании [20] позволило нам использовать подобный подход для теоретического расчёта величин сдвигового стресса для 2D-клиностата при моделировании силы тяжести Луны и Марса.

Режим работы 2D-клиностата

Хорошо известно, что значение радиального ускорения g, которое может быть достигнуто на клиностате, определяется формулой 1:

g = w2r

где w - угловая частота (рад/с); r - радиус (м) от центра вращения, до вращаемого объекта. Как описывалось раньше в работе [18], постоянное изменение позиции исследуемых клеточных культур относительно вектора силы тяжести минимизирует влияние земного притяжения. С физической точки зрения, если описывать движение флакона в клиностате, привязав систему координат к культуре клеток, то при интегрировании усреднённое значение ускорения g , вызванное вращением клеток в клиностате, будет определяться по формуле 1. Это позволяет в земном гравитационном поле моделировать различные значения ускорений свободного падения, в том числе на Луне и Марсе. Величину радиального ускорения G можно изменять путём изменения радиуса или угловой частоты [21].

В статье Borst A.G., van Loon J. J. W.A., 2009 [18] обсуждается технология моделирования различной интенсивности силы тяжести с использованием клиностата, а также различные виды клиностатов и различные режимы их работы. Авторы рассматривают возможность кли-ностатирования с целью моделировать ускорения свободного падения на Марсе

Для справки, приведём ниже единицы измерения угловой скорости:

1 рад/с = 57,3 град/с = 9,5 оборота/мин.

Из конструктивных особенностей оптимальный радиус вращения клеточного материала должен быть от 10-20 см (рис. 1). При этом скорости вращения будут соответствовать от 4 до 2,9 рад/с (для лунных условий) и от 6,1 до 4,3 рад/с (для марсианских условий). Изменяя расположение культуральных флаконов при одной и той же скорости вращения клиноста-та можно будет проводить моделирование как

MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 г

- Марс 0,38 G ---Луна 0,17 G

Рис. 1. Зависимость скорости вращения 2D-клиностата от радиуса вращения для режимов моделирования лунной и марсианской силы тяжести.

Рис. 2. Схематическое изображение флакона, вращающегося в 2D-клиностате.

лунной, так и марсианской силы тяжести. Например, если выбрать частоту вращения клино-стата 4,3 рад/с, то для моделирования марсианской силы тяжести необходимо установить флакон на расстоянии 20 см от центра вращения, и для этой же скорости вращения на расстоянии 9 см будет моделироваться лунная сила тяжести. Если расположить флакон в центре вращения, то можно моделировать и условия невесомости.

Геометрические факторы

Культуральные флаконы имеют различную геометрическую форму, которая, при вращении флаконов, влияет на ускорения, возникающие в различных точках. На рис. 2 схематически изображён флакон в клиностате с радиусом и частотой вращений г и w соответственно. За основу выбран прямоугольный флакон: длиной - L, шириной - М и высотой - Н.

При вращении прямоугольного флакона в объёме возникают разные по величине ускорения, связанные с разными радиусами вращения. Ускорения в верхних углах флакона (радиус вращения - К) будут принимать максимальные значения в сравнении с центром основания флакона (радиус вращения - г), где будет зафиксировано минимальное ускорение. Параметры флакона ^ = 55,56 мм, М = 45 мм, Н = 25 мм) выбраны на основе работ [20, 22]. Это позволит сопоставить расчётные данные с уже опубликованными результатами.

На рис. 3 представлена зависимость относительной величины ускорения, (величина показывает для точек 2-4 на сколько процентов ускорение больше, чем в точке 1, которая соответствует минимальному радиусу вращения и минимальному ускорению) связанного с геометрическими параметрами флакона в зависимости от радиуса вращения r.

Как видно из рис. 3, а, наибольшие ускорения следует ожидать в точке 3, за счёт геометрической формы флакона радиус вращения в верхних угловых точках будет максимальным. Рис. 3, б наглядно показывает насколько фактор формы может повлиять на значения ускорений во флаконе. В зависимости от радиуса вращения от 10 до 20 см различия в ускорениях в разных частях флакона будут составлять порядка 15%. Именно эти дополнительные ускорения запускают турбулентные потоки жидкости во флаконе, вызывая сдвиговый стресс. Для оценки сдвигового стресса мы использовали упрощённую формулу:

P = gd (h - h ),

° ^ max min

где g - величина, которая определяется формулой 1, d - плотность среды во флаконе, hmax и h -максимальное и минимальное значение

min

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Рис. 3. а - расположение и номера точек на флаконе, для которых проведён расчёт ускорения. Стрелкой показано выбранное направление результирующего радиального ускорения; б - относительное изменение ускорений в точках 2, 3 и 4 в зависимости от радиуса вращения флакона.

радиуса вращения, связанное с геометрической формой флакона.

Параметры сдвигового стресса при моделировании лунной и марсианской силы тяжести будут достаточно велики (от 18 до 4 Па при радиусе вращения от 10 до 20 см, соответственно), по сравнению с условиями при моделировании невесомости.

Ещё один фактор, который большинство исследователей не рассматривают в своих экспериментах - ориентация флакона: флакон может быть расположен относительно оси вращения таким образом, что в одном случае результирующее ускорение будет действовать по направлению к культуре клеток, а в другом случае - от него. Тем самым будут действовать силы на отрыв как показано на рис. 3, а. В случае, если культура расположена в верхней части флакона (на поверхности, отмеченной точками 3-4), то

Рис. 4. Величина сдвигового стресса в зависимости от радиуса вращения клиностата.

возникает сила на отрыв клеточной культуры. В случае же расположения клеточной культуры на нижней поверхности флакона (плоскость с цифрами 1-2) результирующая сила будет действовать как сила, вызывающая давление на клетки. Этот фактор может оказать существенное влияние при проведении моделирования условий на Луне и Марсе, и его необходимо учитывать в подобных экспериментах.

Заключение

Для качественного проведения экспериментов по 2D-клиностатированию необходимо учитывать особенности физических процессов, происходящих в культуральной жидкости. Важную роль в моделировании условий разной силы тяжести играют форма, размер культу-ральных флаконов и радиус вращения. Теоретические расчёты показывают, что использование культуральной посуды меньшего размера (настолько, насколько позволяют условия эксперимента) более обтекаемой формы позволит уменьшить стохастические потоки, вызывающие сдвиговый стресс. Наиболее оптимальные размеры радиуса 2D-клиностата - от 10 до 20 см для моделирования условий притяжения Луны и Марса. В культуральной жидкости при использовании 2D-клиностата, по сравнению с 3D, в меньшей степени возникают стохастические потоки. Для оценки повреждающего действия сдвигового стресса на клетки необходимо проведение динамических контрольных исследований с теми же параметрами вращения, что,

в случае 2D-клиностата, проще в реализации. Важно ориентировать флакон таким образом, чтобы результирующее ускорение было направлено на культуру клеток, а не от неё.

Применение изложенных выше расчётов в прямых экспериментах существенно повысит качество и воспроизводимость результатов, расширит возможности моделирования соче-танного действия невесомости и других факторов космического полета.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Парфёнов Г.П. Невесомость и элементарные биологические процессы. Проблемы космической биологии. Л., 1988; 57: 145-54.

2. Газенко О.Г., Парфенов Г. П. Космос и жизнь. Знание, 1967.

3. Серова Л.В. и др. Онтогенез млекопитающих в невесомости. М.: Наука; 1988.

4. Kraft T.F.B., van Loon J. J. W. A., Kiss J. Z. Plastid position in Arabidopsis columella cells is similar in micro-gravity and on a random-positioning machine. Planta. 2000; 211(3): 415-22.

5. Piconese S. et al. Chiral and non-chiral nutations in Arabidopsis roots grown on the random positioning machine. Journal of experimental botany. 2003; 54(389): 1909-18.

6. Соколовская А.А., Игнашкова Т.И., Московцев А.А., и др. Влияние моделированной микрогравитации на клеточный цикл и выживаемость культивируемых эндотелиальных клеток человека EA.hy 926 и клеток нейробластомы человека SHSY-5Y. Патогенез. 2013; 11(4): 32-8.

7. Буравкова Л.Б., Константинова Н.А., Гершович Ю.Г., Гершович П.М. Межклеточные взаимодействия в условиях микрогравитации: Эксперименты in vitro. 2013; 47(1): 68-72.

8. Xue L., Li Y., Chen J. Duration of simulated micro-gravity affects the differentiation of mesenchymal stem cells. Molecular Medicine Reports. 2017; 15(5): 3011-8. doi:10.3892/mmr.2017.6357

9. Grimm D. et al. The use of the random positioning machine for the study of gravitational effects on signal transduction in mammalian cells. Signal transduction. 2006; 6(6): 388-96.

10. Feger B. J. et al. Microgravity induces proteomics changes involved in endoplasmic reticulum stress and mitochondrial protection . Scientific Reports. 2016; 6: 34-91.

11. Буравкова Л.Б., Мерзликина Н.В. Ремоделирование актинового цитоскелета культивируемых эндотели-

MEDICAL AND BIOLOGICAL SCIENCES

альных клеток человека в условиях клиностатиро-вания. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2004; 38(6): 56-61.

12. Ma X., Pietsch, J., Wehland, M., Schulz, H., Saar, K., Hübner, N., ... & Birlem, M. (2014). Differential gene expression profile and altered cytokine secretion of thyroid cancer cells in space. The FASEB Journal, 28(2), 813-35.

13. Гершович Ю.Г., Буравкова Л.Б. Морфофункциональ-ное состояние и остеогенный дифференцировочный потенциал мезенхимальных стромальных клеток-предшественников человека при моделировании эффектов микрогравитации in vitro. Клеточные технологии в биологии и медицине. 2007; (4): 196-202.

14. Sokolovskaya A.A. et al. Effects of simulated micro-gravity on cell cycle in human endothelial cells. Acta astronautica. 2014; 99: 16-23.

15. Гершович Ю.Г., Буравкова Л.Б. Продукция интер-лейкинов в культуре мезенхимальных стромаль-ных клеток человека при моделировании эффектов микрогравитации. Авиакосмическая и экологическая медицина. 2009; 43(3): 44-50.

16. Van Walleghem, M., Tabury, K., Fernandez-Gonzalo, R., Janssen, A., Buchheim, J. I., Chouker, A., ... & Moreels, M. (2017). Gravity-Related Immunological Changes in Human Whole Blood Cultured Under Simulated Micro-gravity Using an In Vitro Cytokine Release Assay. Journal of Interferon & Cytokine Research, 37(12): 531-40.

17. Li J. et al. Vaccination efficacy with marrow mesen-chymal stem cell against cancer was enhanced under simulated microgravity. Biochemical and biophysical research communications. 2017; 485(3): 606-13.

18. Borst A.G., van Loon J.J. W.A. Technology and developments for the random positioning machine, RPM. Micro-gravity science and technology. 2009; 21(4): 287-92.

19. van Loon J.J. W. A. Some history and use of the random positioning machine, RPM, in gravity related research. Advances in Space research. 2007; 39(7): 1161-5.

20. Wuest S.L. et al. Fluid Dynamics Appearing during Simulated Microgravity Using Random Positioning Machines. PloS one. 2017; 12(1): e0170826.

21. Huijser R.H. Desktop RPM: new small size microgravity simulator for the bioscience laboratory. Fokker Space. 2000; 1(5):

22. Wuest S.L. et al. Simulated microgravity: critical review on the use of random positioning machines for mammalian cell culture. BioMed research international. 2015; 2015.

REFERENCES

1. Parphenov G.P. Weightlessness and elementary biological processes. 1988. Problems of space biology [Neveso-most' i elementarnyye biologicheskiye protsessy. Prob-lemy kosmicheskoy biologii] . Leningrad. 1988; 57:14554.

2. Gazenko O. G., Parfenov G. P. - Space and life [Kosmos i zhizn']. Znaniye. 1967.

МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

3. Serova L.V et al Ontogenesis of mammals in weightlessness [Ontogenez mlekopitayushchikh v nevesomos-ti]. Moscow: 1988.: Nauka.

4. Kraft T.F.B., van Loon J.J. W.A., Kiss J.Z. Plastid position in Arabidopsis columella cells is similar in micro-gravity and on a random-positioning machine. Planta. 2000; 211(3): 415-22.

5. Piconese S. et al. Chiral and non-chiral nutations in Arabidopsis roots grown on the random positioning machine. Journal of experimental botany. 2003; 54(389): 1909-18.

6. Sokolovskaya A.A., Ignashkova T.I., Moskovtsev A.A. et al. Effects of simulated microgravity on cell cycle and viability of human endothelial-like EA.hy 926 cells and human neuroblastoma SHSY-5Y cells. Patogenez. 2013; 11

7. Buravkova L.B., Merzlikina N.V. Remodeling of the ac-tin cytoskeleton of cultivated human endothelium cells during clinostatting. Aviakosmicheskaya i ekologiches-kaya meditsina. 2004; 38

8. Xue L., Li Y., Chen J. Duration of simulated micro-gravity affects the differentiation of mesenchymal stem cells. Molecular Medicine Reports. 2017;15(5): 3011-8. doi:10.3892/mmr.2017.6357

9. Grimm D. et al. The use of the random positioning machine for the study of gravitational effects on signal transduction in mammalian cells. Signal transduction. 2006; 6(6): 388-96.

10. Feger B.J. et al. Microgravity induces proteomics changes involved in endoplasmic reticulum stress and mito-chondrial protection . Scientific Reports. 2016; 6: 34091.

11. Gershovich, J.G., Buravkova L.B. Morphofunctional status and osteogenic differentiation potential of human mesenchymal stromal precursor cells during in vitro modeling of microgravity effects. Kletochnye tekhnologii v biologii i meditsine. 2007;

12. Ma X., Pietsch, J., Wehland, M., Schulz, H., Saar, K.,

Hübner, N., ... & Birlem, M. (2014). Differential gene expression profile and altered cytokine secretion of thyroid cancer cells in space. The FASEB Journal, 28(2): 813-35.

13. Borst A.G., van Loon J.J. W.A. Technology and developments for the random positioning machine, RPM. Micro-gravity science and technology. 2009; 21(4): 287-92.

14. van Loon J.J. W.A. Some history and use of the random positioning machine, RPM, in gravity related research. Advances in Space research. 2007; 39(7): 1161-5.

15. Wuest S.L. et al. Fluid Dynamics Appearing during Simulated Microgravity Using Random Positioning Machines. PloS one. 2017; 12(1): e0170826.

16. Van Walleghem, M., Tabuiy, K., Fernandez-Gonzalo, R., Janssen, A., Buchheim, J. I., Chouker, A., ... & Moreels, M. (2017). Gravity-Related Immunological Changes in Human Whole Blood Cultured Under Simulated Micro-gravity Using an In Vitro Cytokine Release Assay. Journal of Interferon & Cytokine Research. 37(12), 531-40.

17. Li J. et al. Vaccination efficacy with marrow mesenchymal stem cell against cancer was enhanced under simulated microgravity. Biochemical and biophysical research communications. 2017; 485( 3):606-13.

18. Borst A.G., van Loon J.J. W.A. Technology and developments for the random positioning machine, RPM. Micro-gravity science and technology. 2009; 21(4): 287-92.

19. van Loon J.J. W.A. Some history and use of the random positioning machine, RPM, in gravity related research. Advances in Space research. 2007; 39(7): 1161-5.

20. Wuest S.L. et al. Fluid Dynamics Appearing during Simulated Microgravity Using Random Positioning Machines. PloS one. 2017; 12(1): e0170826.

21. Huijser R.H. Desktop RPM: new small size microgravity simulator for the bioscience laboratory. Fokker Space. 2000; 1(5):

22. Wuest S.L. et al. Simulated microgravity: critical review on the use of random positioning machines for mammalian cell culture. BioMedresearch international. 2015; 2015.

Поступила 09 апреля 2018 Принята в печать 04 июня 2018