Ludzkie serce wykazuje oznaki starzenia się po miesiącu w kosmosie

Ludzkie serce wykazuje oznaki starzenia się po miesiącu w kosmosie

W ciągu zaledwie jednego miesiąca w kosmosie skonstruowana tkanka serca ludzi stała się słabsza, jego wzór „dmuchania” stał się nieregularny, a nastąpiły zmiany molekularne i genetyczne, które naśladowały działanie starzenia. Odniesienie „Track Data Category =„ References ”> 1 Wyniki zostały opublikowane dzisiaj w Proceedings of National Academy of Sciences.

Badanie oferuje przydatną metodę identyfikacji ścieżek molekularnych odpowiedzialnych za szkodliwe skutki lotu kosmicznego na ludzkie serce, mówi Joseph Wu, kardiolog z Uniwersytetu Stanforda w Kalifornii.

Mikrograwityzm Może zaszkodzić ciału, a astronauci, którzy są na niego narażeni, doświadczyli zmian sercowo -naczyniowych, takich jak nieregularne bicie serca. Zrozumienie skutków długoterminowych misji w kosmosie, które mogą trwać przez kilka miesięcy-i zmiany molekularne, na których te zmiany są oparte na zasięgu, wyjaśnia współautor badania, Deok-Ho Kim, inżynier biomedyczny na Uniwersytecie Johns Hopkins w Baltimore, Maryland. „Nie można przeprowadzić różnych badań molekularnych i funkcjonalnych na ludzkich astronautach” - mówi.

„serce” na chipie

Aby opanować to wyzwanie, Kim i jego współpracownicy wysłali tkaninę serca na 30 dni za Międzynarodowa stacja kosmiczna

Aby rozwinąć tkankę, naukowcy przynieśli indukowane przez człowieka pluripotentne komórki macierzyste, które działają jako puste płótna i w każdym typu komórki wyróżnij się do tego, aby rozwinąć się w ludzkie komórki mięśni sercowych. Zespół napięte zestawy sześciu wzorów tkanek między parami ze stojaków. Post w każdej parze był elastyczny, aby wzory mogły kurczyć się jak bicie serca. System, który nazywasz chipem serca, był umieszczony w obudowie około połowy wielkości telefonu komórkowego.

Po 12 dniach na ISS siła skurczowa tkanki prawie odebrała o połowę, podczas gdy wzór gleby pozostał stosunkowo stabilny. To osłabienie było nadal oczywiste nawet po dziewięciu dniach relaksu na Ziemi. W kosmosie ciosy tkanki stały się również bardziej nieregularne z czasem, z przedziałem między każdym ciosem 19 dnia o ponad pięć razy. Jednak ta nieregularność zniknęła po powrocie wzorów na Ziemię. Wskazuje to, że astronauci z NASA Sunita Williams i Butch Wilmore-którzy od miesięcy są na ISS z powodu problemów technicznych z Boeing Starliner statkiem kosmicznym, które miały naczynione stres sercowo-naczyniowy, który prawdopodobnie powraca na ziemi, mówi Wu.

Zmiany genetyczne

Po powrocie tkanek z kosmosu Kim i jego współpracownicy wykorzystali transmisyjną mikroskopię elektronową, aby spojrzeć na sariów wzorów - pasma białkowe, które są odpowiedzialne za skurcze mięśni. Po miesiącu na orbicie ten pakiet białka stał się krótszy i bardziej nieuporządkowany w porównaniu do tych, które pozostały na podłodze. Mitochondria - maszyny wytwarzające energię w komórkach - również zostały spuchnięte i rozdrobnione.

Gdy naukowcy zsekwencjonowali RNA wzoru tkanki, wkładają wzrost Ekspresja genów i ścieżki sygnałowe, które są związane z zapaleniem i chorobami serca w tkankach. Jednocześnie geny wykazały białka niezbędne do normalnego skurczu serca i funkcji mitochondriów, oznak zmniejszonej ekspresji.

Chociaż podejście chipu serca jest innowacyjne, nie uchwyca innych ważnych zmian sercowo-naczyniowych, które mogą wystąpić w ludzkim sercu, takie jak presja w tętnicach, mówi Wu. Dodaje jednak, że podobny obiekt może być przydatny do zbadania, w jaki sposób inne narządy reagują pod mikrograwitacją i ekstremalnym poziomem promieniowania. „Zdolność tej platformy do funkcjonowania w mikrograwitacji, a jednocześnie utrzymywanie tkanki dzięki zdolnościom jest wielką zaletą”, mówi.

Kim i jego koledzy planują wysłać dalsze serce i tkankę narządów w kosmos przez długi czas, aby zbadać skutki lotu kosmicznego. Mają również nadzieję przetestować leki, które mogą przeciwdziałać niektórym wpływowi mikrograwitacji na serce.

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

   Artykuł