Il cuore umano mostra segni di invecchiamento dopo un mese nello spazio
Il cuore umano mostra segni di invecchiamento dopo un mese nello spazio
Nel corso di un solo mese nello spazio, il tessuto cardiaco costruito degli umani divenne più debole, il suo modello di "colpo" divenne irregolare e si verificarono cambiamenti molecolari e genetici che imitavano gli effetti dell'invecchiamento. Riferimento "Data Track Category =" Riferimenti "> 1 I risultati sono stati pubblicati oggi negli atti della National Academy of Sciences.
Lo studio offre un metodo utile per identificare i percorsi molecolari che sono responsabili degli effetti dannosi del volo spaziale sul cuore umano, afferma Joseph Wu, cardiologo della Stanford University in California.
; Data-track = "clicca" data-label = "https://www.nature.com/articles/d41586-01705-1#:text=the%20Show%20 That%20Anthe%20Travellers%20return%20earh." Traccia dati Category = "Link del testo del corpo"> Microgravità può danneggiare il corpo e gli astronauti che sono esposti ad esso hanno subito cambiamenti cardiovascolari come i battiti cardiaci irregolari. La comprensione degli effetti delle missioni a lungo termine nello spazio, che possono durare per diversi mesi e i cambiamenti molecolari su cui si basano questi cambiamenti sono rimasti fuori portata, spiega il coautore dello studio, Deok-ho Kim, ingegnere biomedico presso la Johns Hopkins University di Baltimora, nel Maryland. "Non è possibile condurre i vari studi molecolari e funzionali sugli astronauti umani", afferma.un 'cuore' su un chip
Per padroneggiare questa sfida, Kim e i suoi colleghi hanno inviato Heart Fabric per 30 giorni per Stazione spaziale internazionale
To develop the tissue, the researchers brought human induced pluripotent stem cells that act as empty canvases and in every cell type differenzia questo per svilupparsi nelle cellule muscolari del cuore umano. Il team ha tensione di set di sei modelli di tessuto tra coppie da stand. Un post in ogni coppia era flessibile, in modo che gli schemi potessero contrarre come un cuore che batte. Il sistema che si chiama un chip cardiaco era ospitato in un alloggio che era circa la metà di un telefono cellulare.
Non appena il sistema di chip cardiaco era a bordo della ISS, Kim e i suoi colleghi hanno usato sensori per monitorare la forza della contrazione e i modelli di impatto del tessuto in tempo reale. Per fare un confronto, monitorare un'altra serie di schemi di tessuto che sono rimasti sulla terra.
Dopo 12 giorni sulla ISS, la forza di contrazione del tessuto era quasi rimasta via della metà, mentre il modello del suolo è rimasto relativamente stabile. Questo indebolimento era ancora ovvio anche dopo nove giorni di rilassamento sulla Terra. Nello spazio, anche i colpi del tessuto sono diventati più irregolari nel tempo, con l'intervallo tra ogni colpo il 19 ° giorno di oltre cinque volte. Tuttavia, questa irregolarità è scomparsa dopo che i motivi sono tornati sulla Terra. Ciò indica che gli astronauti della NASA Sunita Williams e Butch Wilmore-Who sono stati sulla ISS per mesi a causa di problemi tecnici con lo stress cardiovascolare provalutato con astronavi di Spaceship Boeing, che è probabilmente tornato a terra, afferma Wu.
Cambiamenti genetici
Dopo che i tessuti sono tornati dallo spazio, Kim e i suoi colleghi hanno utilizzato la microscopia elettronica a trasmissione per guardare i sarcomini dei motivi - fili proteici che sono responsabili delle contrazioni muscolari. Dopo un mese in orbita, questi fasci proteici erano diventati più brevi e più disordinati rispetto a quelli che rimasero sul pavimento. Anche i mitocondri - le macchine che producono energia nelle cellule - sono stati gonfi e frammentati.
Quando i ricercatori hanno sequenziato l'RNA del modello tissutale, hanno messo un aumento del Espressione dei geni e percorsi del segnale, che sono collegati a infiammazione e malattie cardiache nei tessuti. Allo stesso tempo, i geni hanno mostrato proteine necessarie per la normale contrazione cardiaca e la funzione dei mitocondri, segni di espressione ridotta.
Sebbene l'approccio del chip cardiaco sia innovativo, non cattura altri importanti cambiamenti cardiovascolari che possono verificarsi nel cuore umano, come la pressione nelle arterie, afferma Wu. Tuttavia, aggiunge che una struttura simile potrebbe essere utile per esaminare come altri organi reagiscono sotto la microgravità e i livelli di radiazioni estreme. "La capacità di questa piattaforma di funzionare in una microgravità e allo stesso tempo mantenere la viabilità dei tessuti è un grande vantaggio", afferma.
Kim e i suoi colleghi prevedono di inviare per lungo tempo ulteriori tessuti cardiaci e organi nello spazio per esaminare gli effetti del volo spaziale. Sperano anche di testare farmaci in grado di contrastare alcuni degli effetti della microgravità sul cuore.
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Mair, D. B. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 121, E2404644121 (2024).