Lidské srdce ukazuje známky stárnutí po měsíci ve vesmíru
Lidské srdce ukazuje známky stárnutí po měsíci ve vesmíru
V průběhu pouhých měsíců ve vesmíru se konstruovaná srdeční tkáň lidí stala slabší, jeho „foukání“ se stal nepravidelným a došlo k molekulárním a genetickým změnám, které napodobovaly účinky stárnutí. Reference "Data Track Category =" Reference "> 1 Výsledky byly zveřejněny dnes ve sborníku Národní akademie věd.
Studie nabízí užitečnou metodu pro identifikaci molekulárních cest, které jsou zodpovědné za škodlivé účinky kosmického letu na lidské srdce, říká Joseph Wu, kardiolog na Stanfordské univerzitě v Kalifornii.
Mikrogravity může poškodit tělo a astronauti, kteří jsou mu vystaveni, zažili kardiovaskulární změny, jako jsou nepravidelné srdeční rytmus. Pochopení účinků dlouhodobých misí v prostoru-které mohou trvat několik měsíců-a molekulární změny, na nichž jsou tyto změny založeny, zůstaly mimo dosah, vysvětluje spoluautora studie, deok-ho Kim, biomedicínský inženýr na Johns Hopkins University v Baltimore v Marylandu. „Není možné provádět různé molekulární a funkční studie o lidských astronauttech,“ říká.
A 'srdce' na čipu
To master this challenge, Kim and his colleagues sent heart fabric for 30 days for Mezinárodní vesmírná stanice
Pro vývoj tkáně vědci přinesli lidské pluripotentní kmenové buňky, které působí jako prázdná plátna a v každém typu buňky rozlišujte s tím a vyviňte se na lidské srdeční svalové buňky. Tým napínal napětí sady šesti tkáňových vzorů mezi páry ze stojanů. Příspěvek v každém páru byl flexibilní, takže vzory se mohly stahovat jako bijící srdce. Systém, který nazýváte čipem Heart-on-One, byl umístěn v bydlení, které mělo asi polovinu velikosti mobilního telefonu.
Jakmile byl na palubě ISS na palubě CHIP systému Heart-on-One, Kim a jeho kolegové použili senzory ke sledování síly kontrakce a vzorce nárazu tkáně v reálném čase. Pro srovnání sledujte další sadu tkání, které zůstaly na Zemi.
Po 12 dnech na ISS se pevnost kontrakce tkáně téměř odebrala o polovinu, zatímco půdní vzorec zůstal relativně stabilní. Toto oslabení bylo stále zřejmé i po devíti dnech relaxace na Zemi. Ve vesmíru se úvody tkáně také postupem času staly nepravidelnějšími, s intervalem mezi každou ránou 19. den více než pětkrát. Tato nepravidelnost však zmizela poté, co se vzory vrátily na Zemi. To ukazuje, že astronauti NASA Sunita Williams a Butch Wilmore-Who byli na ISS měsíce kvůli technickým problémům s kosmickou lodí Boeing Starliner, který je pravděpodobný, že zažil kardiovaskulární stres, který je pravděpodobně zpět na zemi, říká Wu.
Genetické změny
Poté, co se tkáně vrátily z vesmíru, Kim a jeho kolegové použili přenosovou elektronovou mikroskopii, aby se podívali na sarkomery vzorů - proteinové prameny, které jsou zodpovědné za svalové kontrakce. Po měsíci na oběžné dráze se tento proteinový svazek stal kratší a špinavější ve srovnání s těmi, které zůstaly na podlaze. Mitochondrie - stroje produkující energii v buňkách - byly také oteklé a fragmentované.
Když vědci sekvenovali RNA tkáňového vzoru, zvýšili se Exprese genů a signálních cest, které jsou spojeny se zánětem a srdečními chorobami v tkáních. Současně geny ukázaly pro proteiny, které jsou nezbytné pro normální srdeční kontrakci a mitochondrií, známky snížené exprese.
Ačkoli přístup čipu srdce na jednom je inovativní, nezachycuje jiné důležité kardiovaskulární změny, ke kterým může dojít v lidském srdci, jako je tlak v tepnách, říká Wu. Dodává však, že podobné zařízení by mohlo být užitečné pro prozkoumání toho, jak jiné orgány reagují pod mikrogravitací a extrémní úrovní záření. „Schopnost této platformy fungovat v mikrogravitaci a zároveň udržovat vialiabilitu tkáně je velkou výhodou,“ říká.
Kim a jeho kolegové plánují po dlouhou dobu posílat další srdce a tkáň orgánů do vesmíru, aby prozkoumali účinky kosmického letu. Rovněž doufají, že testují léky, které mohou působit proti některým účinkům mikrogravitace na srdce.
-
mair, D. B. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 121, E2404644121 (2024).