Kelionės į kosmosą gali turėti širdies taisymo raktą
Astronautai gyvena praktiškai nesvarioje aplinkoje, moksliškai vadinamoje mikrogravitacija. Mikrogravitacijos poveikis žmogaus organizmui yra įvairus ir žavus - kai kurie iš jų kenkia, kiti atperka. Nauji tyrimai nustato terapinį mikrogravitacijos poveikio žmogaus kamieninėms ląstelėms tikslą.
Nuo smegenų pasislinkimo į viršų iki susitraukiančių raumenų, venų patinimų ir kosmonautų veidų pūtimo, mikrogravitacijos poveikis žmogaus organizmui, švelniai tariant, žavi.
Bet kaip nesvarios būklės veikia širdį? Kadangi šiam gyvybiškai svarbiam organui nereikia perpumpuoti viso kraujo tiek, kiek jis būtų veikiant gravitacijai, bėgant laikui kraujagyslės būna mažiau elastingos ir storesnės, o tai kelia širdies ligų riziką.
Tačiau, norėdami atsverti šias neigiamas pasekmes, mokslininkai vis daugiau atskleidžia potencialiai terapinį erdvėlaivio poveikį žmogaus širdžiai.
Pavyzdžiui, tyrimai parodė, kad laboratorijoje imituojama mikrogravitacija skirtingai veikia širdies kamienines ląsteles, priklausomai nuo jų amžiaus. Pirmtakinės ląstelės yra „ankstyvieji kamieninių ląstelių palikuonys, kurie gali diferencijuotis ir sudaryti vieną ar daugiau ląstelių rūšių“.
Kiti embrioninių pelių ląstelių tyrimai parodė, kad kosminio skrydžio imitavimas veikia kamieninių ląstelių kamieną ir diferenciaciją, padėdamas joms greičiau diferencijuotis į širdies raumens ląsteles.
Taigi mokslininkai iš Loma Lindos universiteto Loma Lindoje, Kalifornijoje, pasidomėjo, ar taip modifikuotos kamieninės ląstelės galėtų būti naudojamos širdies taisymui.
Norėdami atsakyti į šį klausimą, Jonathanas Baio ir jo kolegos imitavo molekulinius pokyčius, kurie įvyks esant mikrogravitacijai, ir ištyrė jų reikšmę didinant širdies ir kraujagyslių kamieninių ląstelių terapinį potencialą.
Tyrėjai savo išvadas paskelbė specialiame žurnalo numeryje Kamieninės ląstelės ir vystymasis.
Mikrogravitacija keičia kalcio signalizaciją
Baio ir komanda 6–7 dienas imitavo mikrogravitaciją NASA tarptautinėje kosminėje stotyje ir 12 dienų kultivavo naujagimių širdies kamienines ląsteles Nacionalinėje laboratorijoje, esančioje kosminėje stotyje.
Mokslininkai ieškojo genų raiškos pokyčių ir nustatė, kad mikrogravitacijos aplinka „sukėlė genų, kurie paprastai siejami su ankstesne širdies ir kraujagyslių vystymosi būkle, raišką“.
Po 6–7 dienų mokslininkai nustatė kalcio signalų perdavimo pokyčius, kuriuos, jų teigimu, galima panaudoti patobulinant kamieninių ląstelių gydymą širdies taisymui.
Po 30 dienų suaktyvėjo nuo kalcio priklausoma baltymų kinazė arba fermentas, vadinamas C alfa. Norėdami toliau „ištirti kalcio indukcijos poveikį naujagimių [širdies kamieninėse ląstelėse]“, mokslininkai aktyvino baltymų kinazę Žemėje, padidindami kalcio signalizaciją.
Pažymėti pakeitimai privertė mokslininkus padaryti išvadą, kad „manipuliavimas kalcio signalizavimu Žemėje [suteikia] naują terapinę galimybę ląstelių širdies atstatymui“.
Ką išvados reiškia širdies taisymui
Kaip pažymi autoriai, jau yra ankstyvos fazės klinikinių tyrimų, kuriuose širdies kamieninės ląstelės naudojamos pacientams, sergantiems išemine kardiomiopatija, gydyti arba žmonėms padėti atsigauti po širdies priepuolio.
Nors šių tyrimų rezultatai yra daug žadantys, kartais ląstelių persodinimas nepavyksta, o mokslininkai vis dar diskutuoja, koks ląstelių tipas yra geriausias transplantacijai.
"Todėl [mikrogravitacijos] eksperimentų išvadų taikymas eksperimentams Žemėje gali padėti įveikti dabartinių klinikinių tyrimų, susijusių su [širdies kamieninių ląstelių] naudojimu širdies taisymui, trūkumus", - rašo autoriai.
Baio ir jo kolegos daro išvadą:
„[M] anipuliuodamas ankstyvųjų [širdies kamieninių ląstelių] normalią gravitacijos aplinką, gali išryškinti svarbius mechanizmus, kuriais ankstyvieji širdies kamienai vystosi ar plečiasi. Tokios įžvalgos gali būti naudojamos siekiant geriau suprasti širdies ir kraujagyslių vystymąsi ir pagerinti kamieninių ląstelių pagrindu atliekamos regeneracinės terapijos rezultatus “.
Graham C. Parker, daktaras - kuris yra susijęs su Veino valstijos universiteto medicinos mokykla Detroite, MI, ir yra žurnalo vyriausiasis redaktorius Kamieninės ląstelės ir vystymasis - taip pat komentuoja išvadas.
Jis sako: „Šis dokumentas yra svarbus kosmoso ir žemės eksperimentinio dizaino derinimo koncepcijos įrodymas ir informuoja apie širdies terapinę plėtrą tiek kosminiams skrydžiams, tiek čia Žemėje“.
