Επιστήμονες του Johns Hopkins Medicine έστειλαν ανθρώπινο καρδιακό ιστό στο διάστημα για να μελετήσουν τις επιπτώσεις της χαμηλής βαρύτητας στην υγεία της καρδιάς σε κυτταρικό επίπεδο.
Ο καθηγητής Deok-Ho Kim ηγήθηκε της ομάδας που κατασκεύασε καρδιακό ιστό από ανθρώπινα βλαστικά κύτταρα.
Οι ιστοί τοποθετήθηκαν σε μικρά τσιπ σχεδιασμένα να μιμούνται το περιβάλλον μιας ανθρώπινης καρδιάς και στάλθηκαν στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) για παρακολούθηση 30 ημερών.
Η ομάδα αναφέρει ότι οι ιστοί της καρδιάς «πραγματικά δεν τα πάνε καλά στο διάστημα».
Σύμφωνα με το interestingengineering.com οι ιστοί της καρδιάς στο διάστημα υπέστησαν σημαντική μείωση της ικανότητάς τους να συστέλλονται, ενώ ανέπτυξαν ακανόνιστους καρδιακούς παλμούς.
Οι αλλαγές αυτές ήταν εντελώς διαφορετικές από εκείνες στους ιστούς που διατηρούνταν στη Γη. Και δεν είναι μόνο αυτό, καθώς οι ιστοί παρουσίασαν μοριακές και γενετικές αλλαγές παρόμοιες με αυτές που παρατηρούνται κατά τη γήρανση.
Παρακολούθηση 30 ημερών στον διαστημικό σταθμό
Ο καρδιακός ιστός δημιουργήθηκε με την καλλιέργεια ανθρώπινων πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων και καθοδηγώντας την ανάπτυξή τους, σε καρδιακά μυϊκά κύτταρα που χτυπούν και ονομάζονται καρδιομυοκύτταρα.
Ο καρδιακός ιστός τοποθετήθηκε σε ένα μικρό, εργαστηριακό τσιπ ιστού που συγκρατούσε τον ιστό στη θέση του και μετρούσε τις συσπάσεις του. Τον Μάρτιο του 2020, το τσιπ μεταφέρθηκε αεροπορικώς στον Διεθνές Διαστημικό Σταθμό μέσω της αποστολής CRS-20 της SpaceX.
Όσο οι καρδιακοί ιστοί βρίσκονταν σε τροχιά, οι επιστήμονες στη Γη λάμβαναν τακτικές ενημερώσεις σχετικά με τη δύναμη και τον ρυθμό των κυττάρων κάθε 30 λεπτά.
Η αστροναύτης Τζέσικα Μέιρ συντηρούσε τους καρδιακούς ιστούς στον διαστημικό σταθμό, αντικαθιστώντας τους το θρεπτικό διάλυμα εβδομαδιαίως, ενώ αποθήκευε δείγματα για περαιτέρω ανάλυση.
Οι επιστήμονες εξέτασαν επίσης μια παρτίδα καρδιακών ιστών που είχαν παραχθεί με τον ίδιο τρόπο στη Γη και αποθηκευτεί σε παρόμοιες συνθήκες για σύγκριση.
Τα δείγματα παρουσίασαν διάφορες αλλαγές
Η αξιολόγηση των δειγμάτων έδειξε ότι η δύναμη του καρδιακού μυϊκού ιστού μειώθηκε σε περιβάλλον χαμηλής βαρύτητας. Επιπλέον, οι διαστημικοί ιστοί ανέπτυξαν ακανόνιστους παλμούς – μια κατάσταση γνωστή ως αρρυθμίες.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, οι διαταραγμένοι καρδιακοί ρυθμοί μπορεί επίσης να οδηγήσουν σε καρδιακή ανεπάρκεια τους ανθρώπους.
Οι καρδιακοί ιστοί στο διάστημα χτυπούν πολύ πιο αργά από εκείνους στη Γη, καθώς χρειάζονται σχεδόν πέντε φορές περισσότερο χρόνο για να ολοκληρωθεί ένας χτύπος. Ωστόσο, αυτή η ανωμαλία επανήλθε στο φυσιολογικό όταν οι ιστοί επέστρεψαν στη Γη.
Τα δείγματα ιστών μικροβαρύτητας παρουσίασαν επίσης σημάδια αλλοίωσης στα σαρκομέρια, τα οποία είναι μυϊκές πρωτεΐνες που βοηθούν στη συστολή της καρδιάς. Οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι τα σαρκομέρια ήταν μικρότερα και λιγότερο δομημένα, κάτι που αποτελεί τυπική ένδειξη διαταραχών της ανθρώπινης καρδιάς.
Τα δείγματα αποκάλυψαν επίσης και άλλες βιολογικές αλλαγές. Τα μιτοχόνδρια, τα οποία παρέχουν ενέργεια για τα κύτταρα, έγιναν μεγαλύτερα, πιο στρογγυλά και λιγότερο αποτελεσματικά στους διαστημικούς ιστούς.
Επίσης, οι ιστοί με βάση το διάστημα παρουσίασαν αυξημένη έκφραση γονιδίων που σχετίζονται με φλεγμονή και οξειδωτικό στρες.
