Ljudsko srce pokazuje znakove starenja nakon mjesec dana u svemiru

Ljudsko srce pokazuje znakove starenja nakon mjesec dana u svemiru

Tijekom samo mjesec dana u svemiru, konstruirano srčano tkivo ljudi postalo je slabije, njegov "puhački" uzorak postao je nepravilan, a pojavile su se molekularne i genetske promjene koje su oponašale učinke starenja. Referenca "Data Track kategorija =" Reference "> 1 Rezultati su objavljeni danas u Zborniku Nacionalne akademije znanosti.

Studija nudi korisnu metodu za prepoznavanje molekularnih staza koji su odgovorni za štetne učinke svemirskog leta na ljudsko srce, kaže Joseph Wu, kardiolog sa Sveučilišta Stanford u Kaliforniji.

Mikrogravitacija može naštetiti tijelu, a astronauti koji su mu izloženi doživjeli su kardiovaskularne promjene poput nepravilnih otkucaja srca. Razumijevanje učinaka dugoročnih misija u svemiru-koje mogu trajati nekoliko mjeseci, a molekularne promjene na kojima se te promjene temelje ostalo je izvan dosega, objašnjava koautor studije, Deok-ho Kim, biomedicinski inženjer na Sveučilištu Johns Hopkins u Baltimoreu, Maryland. "Nije moguće provesti različite molekularne i funkcionalne studije o ljudskim astronautima", kaže on.

'srce' na čipu

Da bi savladali ovaj izazov, Kim i njegovi kolege poslali su tkaninu od srca na 30 dana za Međunarodna svemirska stanica .

Da bi razvili tkivo, istraživači su donijeli ljudske matične stanice izazvane ljudskom, koje djeluju kao prazna platna i u svakoj vrsti ćelije Razlikujte se s tim kako bi se razvio u stanice ljudskog srčanog mišića. Tim zategnutih setova od šest uzoraka tkiva između parova sa tribina. Post u svakom paru bio je fleksibilan, tako da su se uzorci mogli uvući poput kucanog srca. Sustav koji nazivate čipom od srca na jedan smješten je u kućištu koje je bilo otprilike pola veličine mobilnog telefona.

Nakon 12 dana na ISS -u, snagu kontrakcije tkiva gotovo je oduzela za pola, dok je uzorak tla ostao relativno stabilan. Ovo slabljenje i dalje je bilo očito čak i nakon devet dana opuštanja na zemlji. U svemiru, udarci tkiva također su s vremenom postali nepravilniji, s intervalom između svakog udarca 19. dana za više od pet puta. Međutim, ta je nepravilnost nestala nakon što su se obrasci vratili na zemlju. To ukazuje da su NASA astronauti Sunita Williams i Butch Wilmore-koji su mjesecima bili na ISS-u zbog tehničkih problema s Boeing Starliner Spaceship-om, nesigurno iskusnim kardiovaskularnim stresom, koji se vjerojatno vratio na zemlju, kaže Wu.

Genetske promjene

Nakon što su se tkiva vratila iz svemira, Kim i njegovi kolege koristili su mikroskopiju za prijenos elektrona kako bi pogledali sarcere uzoraka - proteinske niti koje su odgovorne za mišićne kontrakcije. Nakon mjesec dana u orbiti, ovi proteinski snop postali su kraći i neuredniji u usporedbi s onima koji su ostali na podu. Mitohondriji - strojevi za proizvodnju energije u stanicama - također su bili natečeni i fragmentirani.

Kad su istraživači sekvencirali RNA uzorka tkiva, oni su povećali Ekspresija gena i signalne staze, koji su povezani s upalom i srčanim bolestima u tkivima. Istodobno, geni su pokazali za proteine ​​koji su potrebni za normalnu kontrakciju srca i funkciju mitohondrija, znakove smanjene ekspresije.

Iako je pristup čipa srca na jedan inovativan, on ne uhvaća druge važne kardiovaskularne promjene koje se mogu pojaviti u ljudskom srcu, poput pritiska u arterijama, kaže Wu. Međutim, dodaje da bi sličan objekt mogao biti koristan za ispitivanje kako drugi organi reagiraju u mikrogravitaciji i ekstremnim razinama zračenja. "Sposobnost ove platforme da funkcionira u mikrogravitaciji i istodobno održava vitabilnost tkiva velika je prednost", kaže on.

Kim i njegovi kolege planiraju dugo vremena poslati daljnje tkivo srca i organa u svemir kako bi ispitali učinke svemirskog leta. Također se nadaju da će testirati lijekove koji se mogu suprotstaviti nekim učincima mikrogravitacije na srce.

1. mair, D. B. i sur. Proc. Natl Acad. Sci. USA 121, E2404644121 (2024).

   članak Preuzmite reference