Putovanje u svemir može sadržavati ključ za popravak srca
Astronauti žive u praktički bestežinskom okruženju, znanstveno poznatom kao mikrogravitacija. Učinci mikrogravitacije na ljudsko tijelo su različiti i fascinantni - neki štete, a neki iskupljuju. Novo istraživanje otkriva terapijsku svrhu utjecaja mikrogravitacije na ljudske matične stanice.
Od mozga koji se pomiče prema gore do smanjenja mišića, oticanja vena i napuhavanja lica astronauta, učinci mikrogravitacije na ljudsko tijelo u najmanju su ruku fascinantni.
Ali kako bestežinski uvjeti utječu na srce? Budući da ovaj vitalni organ ne treba pumpati toliko krvi kroz tijelo kao što bi to bilo pod gravitacijom, s vremenom krvne žile postaju manje elastične i deblje, što povećava rizik od srčanih bolesti.
Međutim, kao kontrapunkt tim negativnim posljedicama, znanstvenici otkrivaju sve više i više potencijalno terapijskih učinaka svemirskih letova na ljudsko srce.
Primjerice, studije su pokazale da mikrogravitacija simulirana u laboratoriju različito utječe na progenitorne stanice srca ovisno o njihovoj dobi. Progenitorne stanice su "rani potomci matičnih stanica koje se mogu diferencirati da bi stvorile jednu ili više vrsta stanica."
Druge studije na embrionalnim stanicama miša pokazale su da simuliranje svemirskog leta utječe na matičnost i diferencijaciju matičnih stanica, pomažući im da se brže diferenciraju u stanice srčanog mišića.
Tako su se istraživači sa sveučilišta Loma Linda u Loma Lindi u Kaliforniji pitali mogu li se tako modificirane matične stanice koristiti za popravak srca.
Da bi odgovorili na ovo pitanje, Jonathan Baio i kolege simulirali su molekularne promjene koje bi se dogodile u mikrogravitaciji i istraživali njihove implikacije na jačanje terapijskog potencijala kardiovaskularnih progenitornih stanica.
Istraživači su svoja otkrića objavili u posebnom izdanju časopisa Matične stanice i razvoj.
Mikrogravitacija mijenja signalizaciju kalcija
Baio i tim simulirali su mikrogravitaciju 6-7 dana na NASA-inoj međunarodnoj svemirskoj stanici i 12 dana u Nacionalnom laboratoriju na brodu svemirske stanice kultivirali neonatalne srčane progenitorne stanice.
Znanstvenici su tražili promjene u ekspresiji gena i otkrili da je mikrogravitacijsko okruženje "induciralo ekspresiju gena koji su tipično povezani s ranijim stanjem kardiovaskularnog razvoja".
Nakon 6-7 dana znanstvenici su pronašli promjene u signalnim putovima kalcija koje bi se, kako kažu, mogle koristiti za poboljšanje terapija matičnih stanica za popravak srca.
Nakon 30 dana aktivirana je proteinska kinaza ovisna o kalcijumu, ili enzim, nazvan C alfa. Kako bi dalje "istražili učinak indukcije kalcija u novorođenčadima [srčanim progenitornim stanicama]", istraživači su aktivirali protein kinazu na Zemlji povećavajući signal za kalcij.
Uočene promjene natjerale su istraživače da zaključe da "manipuliranje signalima kalcija na Zemlji [predstavlja] novu terapijsku priliku za popravak srca na bazi stanica".
Što nalazi znače za popravak srca
Kao što autori napominju, već postoje klinička ispitivanja u ranoj fazi koja koriste matične stanice srca za liječenje bolesnika s ishemijskom kardiomiopatijom ili za pomoć ljudima da se oporave od srčanog udara.
Iako su rezultati ovih ispitivanja obećavajući, ponekad ugrađivanje stanica ne uspije, a znanstvenici i dalje raspravljaju o tome koja je vrsta stanica najbolja za transplantaciju.
"Stoga primjena nalaza pokusa s [mikrogravitacijom] na pokusima na Zemlji može pomoći u prevladavanju nedostataka trenutnih kliničkih ispitivanja koja uključuju uporabu [srčanih matičnih stanica] za popravak srca", pišu autori.
Baio i kolege zaključuju:
„[M] anipuliranje normalnim gravitacijskim okruženjem ranih [srčanih progenitornih stanica] može naglasiti važne mehanizme pomoću kojih se rani srčani prednici razvijaju ili šire. Takvi se uvidi mogu primijeniti za daljnje razumijevanje kardiovaskularnog razvoja i poboljšanje rezultata regenerativne terapije temeljene na matičnim stanicama. "
Graham C. Parker, dr. Sc. - koji je povezan s Medicinskim fakultetom Sveučilišta Wayne u Detroitu, MI, i glavni je urednik časopisa Matične stanice i razvoj - također komentira nalaze.
Kaže, "Ovaj rad pruža važan dokaz koncepta za kombiniranje svemirskog i zemaljskog eksperimentalnog dizajna i informira o srčanom terapijskom razvoju kako za svemirske letove, tako i ovdje na Zemlji."
