Астронавтите живеят в практически безтегловност, научно известна като микрогравитация. Ефектите на микрогравита върху човешкото тяло са разнообразни и очарователни – някои от тях са вредни, някои от тях са изкупени. Ново изследване намира терапевтична цел за въздействието на микрогравита върху човешки стволови клетки.
От мозъка, движещ се нагоре към свиване на мускулите, подуване на вените и изплъзване на лица на астронавтите, въздействието на микрогравита върху човешкото тяло е най-малкото завладяващо.
Но как безтегловност засягат сърцето? Тъй като този жизнен орган не е необходимо да изпомпва толкова много кръв в тялото, колкото и при гравитацията, с течение на времето кръвоносните съдове са склонни да станат по-малко еластични и по-дебели, което повишава риска от сърдечни заболявания.
Като противоположност на тези негативни последствия, обаче, учените разкриват все повече и повече потенциални терапевтични ефекти от космически полет върху човешкото сърце.
Например, проучвания показват, че микрогравитацията, симулирана в лабораторията, засяга поколенията сърдечни клетки различно в зависимост от възрастта им. Прогениторните клетки са "ранни потомци на стволови клетки, които могат да се диференцират, за да образуват един или повече видове клетки".
Други проучвания върху ембрионални миши клетки показват, че симулирането на космически полет засяга стеблата и диференциацията на стволовите клетки, като им помага да се диференцират по-бързо в сърдечните мускулни клетки.
Така че, изследователи от университета "Лома Линда" в Лома Линда, Калифорния, се чудеха дали така модифицираните стволови клетки могат да се използват за регенерация на сърцето.
За да отговорят на този въпрос, Джонатан Байо и колегите симулираха молекулните промени, които биха се случили при микрогравитацията, и проучиха техните последици за повишаване на терапевтичния потенциал на сърдечносъдовите прогениторни клетки.
Изследователите публикуваха заключенията си в специален брой на списанието
Микрогравитността променя калциевата сигнализация
Байо и екипът симулират микрогравитацията за 6-7 дни на Международната космическа станция на НАСА и култивирани неонатални сърдечни прогениторни клетки в продължение на 12 дни в Националната лаборатория на борда на космическата станция.
Учените са търсили промени в генното изразяване и са установили, че средата на микрогравитацията "индуцира експресията на гени, които обикновено са свързани с по-ранно състояние на сърдечно-съдово развитие".
След 6-7 дни учените откриват промени в калциевите сигнализиращи пътища, които според тях биха могли да се използват за подобряване на терапиите със сърдечни клетки, базирани на стволови клетки.
След 30 дни е активирана калций-зависима протеин киназа или ензим, наречен С алфа. За да се изследва ефекта на калциевата индукция в неонаталните [сърдечни прогениторни клетки], изследователите активират протеин киназата на Земята чрез увеличаване на калциевата сигнализация.
Наблюдаваните промени накараха изследователите да заключат, че "манипулирането на калциевата сигнализация на Земята [представлява] нова терапевтична възможност за рециклиране на сърдечно-съдови клетки."
Какво означават резултатите за сърдечен ремонт
Както отбелязват авторите, вече има клинични проучвания в ранна фаза, които използват сърдечни стволови клетки за лечение на пациенти с исхемична кардиомиопатия или за да се помогне на хората да се възстановят от сърдечен удар.
Докато резултатите от тези проучвания са обещаващи, понякога клетъчното присаждане се проваля и учените все още обсъждат какъв вид клетка е най-подходяща за трансплантацията.
"Следователно, прилагането на открития от експерименти с микрогравитация към експерименти на Земята може да помогне да се преодолеят недостатъците на настоящите клинични изпитвания, включващи използването на сърдечни прогениторни клетки за рехабилитация на сърцето", пишат авторите.
Байо и колегите заключават:
"Анализирането на нормалната гравитационна среда на ранните сърдечни прогениторни клетки може да подчертае важните механизми, чрез които ранните сърдечни прогенитори се развиват или разширяват.Тези прозрения могат да се прилагат за по-нататъшно разбиране на развитието на сърдечно-съдовата система и да се подобрят резултатите от регенеративните терапии на базата на стволови клетки . "
Греъм С. Паркър, доктор – който е свързан с Училището по медицина Уейн Университета в Детройт, Мичиган, и е главен редактор на списанието, също коментира констатациите.
Той казва: "Тази статия дава важно доказателство за концепцията за комбиниране на експериментален дизайн на пространството и земята и информира терапевтичното развитие на сърцето за космически полет и тук на Земята".
