Астронавты живут в практически невесомой среде, научно известной как микрогравитация. Эффекты микрогравитации на организм человека различны и увлекательны — некоторые из них повреждаются, некоторые выкупают. Новое исследование находит терапевтическую цель для воздействия микрогравитации на стволовые клетки человека сообщает сайт kilimandjara.
Из-за того, что мозг смещается вверх, а мышцы сокращаются, вены набухают, а лица космонавтов становятся опухшими, последствия микрогравитации на человеческом теле увлекательны, мягко говоря.
Но как невесомые условия влияют на сердце? Поскольку этот жизненно важный орган не должен накачивать столько крови по всему телу, сколько под действием силы тяжести, со временем кровеносные сосуды, как правило, становятся менее эластичными и толще, что повышает риск сердечных заболеваний.
Однако, как контрапункт этих негативных последствий, ученые раскрывают все более и более потенциально терапевтические эффекты космического полета на сердце человека.
Например, исследования показали, что микрогравитация, моделируемая в лаборатории, влияет на клетки сердца предшественников по-разному в зависимости от их возраста. Клетки-предшественники являются «ранними потомками стволовых клеток, которые могут дифференцироваться, образуя один или несколько видов клеток».
Другие исследования эмбриональных клеток мыши показали, что имитация космического полета влияет на стебельность и дифференциацию стволовых клеток, помогая им быстрее дифференцироваться в клетки сердечной мышцы.
Так, исследователи из Университета Лома Линды в Ломе Линде, Калифорния, задавались вопросом, могут ли модифицированные стволовые клетки использоваться для сердечного ремонта.
Чтобы ответить на этот вопрос, Джонатан Байо и его коллеги моделировали молекулярные изменения, которые произошли в условиях микрогравитации, и исследовали их последствия для повышения терапевтического потенциала сердечно-сосудистых клеток-предшественников.
Исследователи опубликовали свои результаты в специальном выпуске журнала «Стволовые клетки и развитие».
Микрогравитация изменяет сигнализацию кальция
Байо и команда имитировали микрогравитацию в течение 6-7 дней на Международной космической станции НАСА и культивировали неонатальные кардиогенные клетки-предшественники в течение 12 дней в Национальной лаборатории на борту космической станции.
Ученые искали изменения в экспрессии генов и обнаружили, что среда микрогравитации «индуцировала экспрессию генов, которые обычно ассоциируются с более ранним состоянием сердечно-сосудистого развития».
Через 6-7 дней ученые обнаружили изменения в сигнальных путях кальция, которые, как говорят, могут быть использованы для улучшения терапии на основе стволовых клеток для сердечного восстановления.
Через 30 дней активизировалась кальцийзависимая протеинкиназа или фермент, называемый C альфа. Чтобы далее «исследовать эффект индукции кальция в неонатальных [клетках сердечных предшественников] «исследователи активировали протеинкиназу на Земле, увеличивая сигнализацию кальция.
Замеченные изменения привели к тому, что исследователи пришли к выводу, что «манипуляция кальциевой сигнализацией на Земле [представляет] новую терапевтическую возможность для сердечного ремонта на клеточной основе».
Что значат результаты для сердечного исцеления
Как отмечают авторы, уже есть ранние фазовые клинические испытания, в которых используются стволовые клетки сердца для лечения пациентов с ишемической кардиомиопатией или для того, чтобы помочь людям оправиться от сердечного приступа.
Хотя результаты этих исследований являются многообещающими, иногда происходит приживление клеток, и ученые все еще обсуждают, какой тип клетки лучше всего подходит для трансплантации.
«Поэтому применение результатов экспериментов [микрогравитации] для экспериментов на Земле может помочь преодолеть недостатки текущих клинических испытаний, связанных с использованием [клеток сердечных клеток-предшественников] для восстановления сердца, — пишут авторы.
Байо и его коллеги заключают:
«Манипулируя нормальной гравитационной средой ранних [клеток кардиального предшественника], могут выделить важные механизмы, с помощью которых развиваются или расширяются ранние сердечные предшественники. Такое понимание может быть применено для дальнейшего понимания развития сердечно-сосудистой системы и улучшения результатов регенеративной терапии на основе стволовых клеток ».
Грэм К. Паркер, к.т.н. — кто связан с медицинской школой Университета штата Вейн в Детройте, штат Мичиган, и является главным редактором журнала Stem Cell and Development — также комментирует полученные результаты.
Он говорит: «Настоящая статья дает важное доказательство концепции объединения пространственно-основанный на экспериментальном дизайне и информирует о развитии сердечно-сосудистой системы как для космического полета, так и здесь, на Земле ».
Источник: http://kilimandjara.ru