Vesoljska potovanja imajo lahko ključ za popravilo srca
Astronavti živijo v praktično breztežnem okolju, znanstveno znanem kot mikrogravitacija. Učinki mikrogravitacije na človeško telo so različni in fascinantni - nekateri škodujejo, drugi pa rešujejo. Nove raziskave ugotavljajo terapevtski namen vpliva mikrogravitacije na človeške izvorne celice.
Učinki mikrogravitacije na človeško telo so od možganov, ki se premikajo navzgor, do krčenja mišic, otekanja ven in otekanja obrazov astronavtov, najmanj fascinantni.
Kako pa breztežni pogoji vplivajo na srce? Ker temu vitalnemu organu ni treba črpati toliko krvi po telesu, kot bi bil v gravitaciji, sčasoma krvne žile postanejo manj elastične in debelejše, kar povečuje tveganje za bolezni srca.
Vendar pa znanstveniki kot protiutež tem negativnim posledicam odkrivajo vse več potencialnih terapevtskih učinkov vesoljskih poletov na človeško srce.
Na primer, študije so pokazale, da mikrogravitacija, simulirana v laboratoriju, različno vpliva na srčne celice rodovnikov, odvisno od njihove starosti. Progenitorne celice so "zgodnji potomci matičnih celic, ki se lahko diferencirajo in tvorijo eno ali več vrst celic."
Druge študije na embrionalnih mišjih celicah so pokazale, da simulacija vesoljskih poletov vpliva na matičnost in diferenciacijo matičnih celic, kar jim pomaga hitreje se diferencirati v celice srčne mišice.
Tako so se raziskovalci z univerze Loma Linda v Loma Linda v Kaliforniji spraševali, ali bi tako spremenjene matične celice lahko uporabili za popravilo srca.
Da bi odgovorili na to vprašanje, so Jonathan Baio in sodelavci simulirali molekularne spremembe, ki bi se zgodile v mikrogravitaciji, in raziskali njihove posledice za povečanje terapevtskega potenciala kardiovaskularnih matičnih celic.
Raziskovalci so svoje ugotovitve objavili v posebni številki revije Matične celice in razvoj.
Mikrogravitacija spreminja signalizacijo kalcija
Baio in ekipa sta 6-7 dni simulirala mikrogravitacijo na NASA-ini Mednarodni vesoljski postaji in 12 dni gojila novorojenčke srčne progenitorne celice v nacionalnem laboratoriju na krovu vesoljske postaje.
Znanstveniki so iskali spremembe v izražanju genov in ugotovili, da je mikrogravitacijsko okolje "povzročilo izražanje genov, ki so običajno povezani s prejšnjim stanjem kardiovaskularnega razvoja."
Po 6-7 dneh so znanstveniki ugotovili spremembe v signalnih poteh kalcija, ki bi jih po njihovem mnenju lahko uporabili za izboljšanje terapij na osnovi matičnih celic za popravilo srca.
Po 30 dneh se je aktivirala od kalcija odvisna protein kinaza ali encim, imenovan C alfa. Za nadaljnje "raziskovanje učinka indukcije kalcija v novorojenčkih [srčne progenitorne celice]" so raziskovalci aktivirali protein kinazo na Zemlji s povečanjem signalizacije kalcija.
Zaradi ugotovljenih sprememb so raziskovalci ugotovili, da "manipuliranje s kalcijevo signalizacijo na Zemlji [predstavlja] novo terapevtsko priložnost za popravilo srca na osnovi celic."
Kaj ugotovitve pomenijo za popravilo srca
Kot ugotavljajo avtorji, že obstajajo klinična preskušanja v zgodnji fazi, ki uporabljajo matične celice srca za zdravljenje bolnikov z ishemično kardiomiopatijo ali za pomoč ljudem pri okrevanju po srčnem napadu.
Čeprav so rezultati teh preskušanj obetavni, včasih cepljenje ne uspe in znanstveniki še vedno razpravljajo o tem, katera vrsta celic je najboljša za presaditev.
"Zato lahko uporaba ugotovitev iz eksperimentov z [mikrogravitacijo] na zemeljskih poskusih pomaga premagati pomanjkljivosti trenutnih kliničnih preskušanj, ki vključujejo uporabo [srčnih matičnih celic] za popravilo srca," pišejo avtorji.
Baio in sodelavci zaključujejo:
„[M] anipuliranje normalnega gravitacijskega okolja zgodnjih [srčnih progenitornih celic] lahko poudari pomembne mehanizme, s katerimi se zgodnji srčni predniki razvijajo ali širijo. Takšen vpogled lahko uporabimo za nadaljnje razumevanje razvoja srca in ožilja ter izboljšanje rezultatov regenerativnih terapij na osnovi matičnih celic. "
Graham C. Parker, dr. - ki je povezan z medicinsko fakulteto Wayne State University v Detroitu, MI in je glavni urednik revije Matične celice in razvoj - prav tako komentira ugotovitve.
Pravi: "Ta članek predstavlja pomemben dokaz koncepta za kombiniranje vesoljske in zemeljske eksperimentalne zasnove ter predstavlja srčni terapevtski razvoj tako za vesoljske polete kot tukaj na Zemlji."
