Az űrutazás tartalmazhatja a szívjavítás kulcsát
Az űrhajósok gyakorlatilag súlytalan környezetben élnek, tudományosan mikrogravitáció néven. A mikrogravitáció emberi testre gyakorolt hatása sokrétű és lenyűgöző - némelyikük káros, mások megváltó. Új kutatások terápiás célt találtak a mikrogravitáció emberi őssejtekre gyakorolt hatására.
A felfelé tolódó agytól az összezsugorodó izmokig, a vénák duzzadásáig és az űrhajósok arcának duzzadásáig a mikrogravitáció emberi testre gyakorolt hatása enyhén szólva is lenyűgöző.
De hogyan hatnak a súlytalan állapotok a szívre? Mivel ennek a létfontosságú szervnek nem kell annyi vért pumpálnia az egész testbe, mint gravitáció esetén, idővel az erek általában kevésbé rugalmasak és vastagabbak lesznek, ami megnöveli a szívbetegségek kockázatát.
E negatív következmények ellenpontjaként azonban a tudósok egyre több potenciális terápiás hatást fedeznek fel az űrrepülések az emberi szívre.
Például tanulmányok kimutatták, hogy a laboratóriumban szimulált mikrogravitáció életkoruktól függően eltérően befolyásolja a progenitor szívsejteket. Az őssejtek „az őssejtek korai leszármazottai, amelyek megkülönböztethetők, hogy egy vagy több sejttípust alkossanak”.
Az embrionális egérsejteken végzett egyéb vizsgálatok kimutatták, hogy az űrrepülés szimulálása befolyásolja az őssejtek szárát és differenciálódását, segítve őket gyorsabban differenciálódni szívizomsejtekké.
Tehát a Loma Linda-i Loma Linda Egyetem kutatói arra gondoltak, hogy az így módosított őssejteket fel lehet-e használni a szív helyreállítására.
Ennek a kérdésnek a megválaszolására Jonathan Baio és munkatársai szimulálták a mikrogravitáció alatt bekövetkező molekuláris változásokat, és feltárták azok következményeit a kardiovaszkuláris progenitor sejtek terápiás potenciáljának növelésére.
A kutatók eredményeiket a folyóirat különszámában tették közzé Őssejtek és fejlődés.
A mikrogravitáció megváltoztatja a kalcium jelátvitelt
Baio és csapata 6–7 napig szimulálta a mikrogravitációt a NASA Nemzetközi Űrállomásán, és 12 napig tenyésztette az újszülött szív progenitor sejtjeit az Országos Laboratóriumban az űrállomás fedélzetén.
A tudósok a génexpresszió változását keresték, és megállapították, hogy a mikrogravitációs környezet „olyan gének expresszióját indukálta, amelyek jellemzően a kardiovaszkuláris fejlődés korábbi állapotához kapcsolódnak”.
6–7 nap elteltével a tudósok olyan változásokat találtak a kalcium jelátviteli útvonalakban, amelyek szerintük felhasználhatók az őssejt-alapú terápiák javítására a szív helyreállításában.
30 nap elteltével aktiválódott egy kalciumfüggő protein kináz vagy enzim, az úgynevezett C alfa. Az újszülött [szívprogenitor sejtekben] a kalciumindukció hatásának további feltárása érdekében a kutatók a kalcium jelátvitel növelésével aktiválták a fehérje kinázt a Földön.
A megállapított változások arra a következtetésre jutottak a kutatók számára, hogy „a kalciumjelzés manipulálása a Földön új terápiás lehetőséget kínál a sejtalapú szívjavításra”.
Mit jelentenek az eredmények a szívjavítás szempontjából?
Amint a szerzők megjegyzik, már léteznek olyan korai fázisú klinikai vizsgálatok, amelyekben a szív őssejtjeit alkalmazzák iszkémiás kardiomiopátiában szenvedő betegek kezelésére vagy az emberek szívinfarktusból való felépülésének elősegítésére.
Míg e kísérletek eredményei ígéretesek, néha a sejtek beültetése sikertelen, és a tudósok még mindig azon vitatkoznak, hogy milyen típusú sejt a legjobb a transzplantációhoz.
"Ezért a [mikrogravitációs] kísérletekből származó eredmények földalapú kísérletekhez való hozzájárulása segíthet leküzdeni a jelenlegi klinikai vizsgálatok hiányosságait, amelyek során a [szívprogenitor sejteket] a szív helyreállításához használják." - írják a szerzők.
Baio és munkatársai arra a következtetésre jutottak:
„[M] a korai [szívprogenitor sejtek] normális gravitációs környezetének anipulálása fontos mechanizmusokat emelhet ki, amelyek révén a korai szívprogenitorok fejlődnek vagy tágulnak. Az ilyen felismerések felhasználhatók a kardiovaszkuláris fejlődés további megértésére és az őssejtalapú regeneratív terápiák eredményeinek javítására. "
Graham C. Parker, Ph.D. - aki kapcsolatban áll a Detroit-i Wayne Állami Egyetem Orvostudományi Karán, és a folyóirat főszerkesztője Őssejt és fejlődés - észrevételeket is fűz a megállapításokhoz.
Azt mondja: "Ez a tanulmány fontos bizonyítékot szolgáltat az űr és a földi kísérleti tervezés ötvözésére, és tájékoztatja a szív terápiás fejlődését mind az űrrepülés, mind pedig a Földön."
