Τα διαστημικά ταξίδια μπορεί να κρατούν το κλειδί για την καρδιακή αποκατάσταση
Οι αστροναύτες ζουν σε ένα πρακτικά χωρίς βάρος περιβάλλον, επιστημονικά γνωστό ως μικροβαρύτητα. Οι επιπτώσεις της μικροβαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα είναι ποικίλες και συναρπαστικές - μερικές από αυτές είναι καταστροφικές, κάποιες λύσεις. Νέα έρευνα βρίσκει έναν θεραπευτικό σκοπό για τον αντίκτυπο της μικροβαρύτητας στα ανθρώπινα βλαστικά κύτταρα.
Από τον εγκέφαλο που μετατοπίζεται προς τα πάνω σε συρρίκνωση των μυών, πρήξιμο των φλεβών και τα πρόσωπα των αστροναυτών που αυξάνονται, τα αποτελέσματα της μικροβαρύτητας στο ανθρώπινο σώμα είναι συναρπαστικά, τουλάχιστον.
Αλλά πώς οι συνθήκες χωρίς βάρος επηρεάζουν την καρδιά; Επειδή αυτό το ζωτικό όργανο δεν χρειάζεται να αντλεί τόσο αίμα σε όλο το σώμα όσο θα ήταν κάτω από τη βαρύτητα, με την πάροδο του χρόνου, τα αιμοφόρα αγγεία τείνουν να γίνουν λιγότερο ελαστικά και παχύτερα, γεγονός που αυξάνει τον κίνδυνο καρδιακών παθήσεων.
Ωστόσο, ως αντίθετο αυτών των αρνητικών συνεπειών, οι επιστήμονες ανακαλύπτουν όλο και πιο δυνητικά θεραπευτικές επιδράσεις του διαστημικού πτήσης στην ανθρώπινη καρδιά.
Για παράδειγμα, μελέτες έχουν δείξει ότι η μικροβαρύτητα που προσομοιώνεται στο εργαστήριο επηρεάζει τα προγονικά καρδιακά κύτταρα ανάλογα με την ηλικία τους. Τα προγονικά κύτταρα είναι «πρώτοι απόγονοι βλαστικών κυττάρων που μπορούν να διαφοροποιηθούν για να σχηματίσουν ένα ή περισσότερα είδη κυττάρων».
Άλλες μελέτες για εμβρυϊκά κύτταρα ποντικού έχουν δείξει ότι η προσομοίωση διαστημικής πτήσης επηρεάζει το βλαστικό στέλεχος και τη διαφοροποίηση των βλαστικών κυττάρων, βοηθώντας τα να διαφοροποιηθούν πιο γρήγορα σε καρδιακά μυϊκά κύτταρα.
Έτσι, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Loma Linda στη Loma Linda, CA, αναρωτήθηκαν αν τα βλαστοκύτταρα που τροποποιήθηκαν με τον τρόπο αυτό θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για καρδιακή αποκατάσταση.
Για να απαντήσουν σε αυτήν την ερώτηση, ο Jonathan Baio και οι συνεργάτες του προσομοίωσαν τις μοριακές αλλαγές που θα γίνονταν υπό μικροβαρύτητα και διερεύνησαν τις επιπτώσεις τους στην ενίσχυση του θεραπευτικού δυναμικού των καρδιαγγειακών προγονικών κυττάρων.
Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματά τους σε ένα ειδικό τεύχος του περιοδικού Βλαστικά κύτταρα και ανάπτυξη.
Η μικροβαρύτητα αλλάζει τη σηματοδότηση ασβεστίου
Ο Baio και η ομάδα προσομοίωσαν τη μικροβαρύτητα για 6-7 ημέρες στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό της NASA και καλλιέργησαν νεογνικά καρδιακά προγονικά κύτταρα για 12 ημέρες στο Εθνικό Εργαστήριο του διαστημικού σταθμού.
Οι επιστήμονες έψαχναν για αλλαγές στην γονιδιακή έκφραση και διαπίστωσαν ότι το περιβάλλον μικροβαρύτητας «προκάλεσε την έκφραση γονιδίων που συνήθως σχετίζονται με μια παλαιότερη κατάσταση καρδιαγγειακής ανάπτυξης».
Μετά από 6-7 ημέρες, οι επιστήμονες βρήκαν αλλαγές στις οδούς σηματοδότησης ασβεστίου, οι οποίες, όπως λένε, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη βελτίωση των βασισμένων σε βλαστοκύτταρα θεραπείας για καρδιακή αποκατάσταση.
Μετά από 30 ημέρες, ενεργοποιήθηκε μια εξαρτώμενη από ασβέστιο πρωτεϊνική κινάση ή ένζυμο, που ονομάζεται C άλφα. Για να «διερευνήσουν περαιτέρω το αποτέλεσμα της επαγωγής ασβεστίου στα νεογνά [καρδιακά προγονικά κύτταρα]», οι ερευνητές ενεργοποίησαν την πρωτεϊνική κινάση στη Γη αυξάνοντας τη σηματοδότηση ασβεστίου.
Οι αλλαγές που σημειώθηκαν έκαναν τους ερευνητές να καταλήξουν στο συμπέρασμα ότι «ο χειρισμός της σηματοδότησης ασβεστίου στη Γη [παρουσιάζει] μια νέα θεραπευτική ευκαιρία για καρδιακή αποκατάσταση με βάση τα κύτταρα».
Τι σημαίνουν τα ευρήματα για την καρδιακή αποκατάσταση
Όπως σημειώνουν οι συγγραφείς, υπάρχουν ήδη κλινικές δοκιμές πρώιμης φάσης που χρησιμοποιούν καρδιακά βλαστικά κύτταρα για τη θεραπεία ασθενών με ισχαιμική καρδιομυοπάθεια ή για να βοηθήσουν τους ανθρώπους να ανακάμψουν από καρδιακή προσβολή.
Ενώ τα αποτελέσματα αυτών των δοκιμών είναι πολλά υποσχόμενα, μερικές φορές η μεταμόσχευση κυττάρων αποτυγχάνει και οι επιστήμονες εξακολουθούν να συζητούν για το είδος του κυττάρου που είναι καλύτερο για τη μεταμόσχευση.
«Επομένως, η εφαρμογή ευρημάτων από πειράματα [μικροβαρύτητας] σε πειράματα με βάση τη Γη μπορεί να βοηθήσει στην αντιμετώπιση των αδυναμιών των τρεχουσών κλινικών δοκιμών που περιλαμβάνουν τη χρήση [καρδιακών προγονικών κυττάρων] για καρδιακή αποκατάσταση», γράφουν οι συγγραφείς.
Ο Baio και οι συνεργάτες του καταλήγουν:
«[Μ] ο χειρισμός του φυσιολογικού βαρυτικού περιβάλλοντος των πρώιμων [καρδιακών προγονικών κυττάρων] μπορεί να επισημάνει σημαντικούς μηχανισμούς με τους οποίους οι πρόωροι καρδιακοί πρόγονοι αναπτύσσονται ή αναπτύσσονται Τέτοιες ιδέες μπορεί να εφαρμοστούν για την περαιτέρω κατανόηση της καρδιαγγειακής ανάπτυξης και την ενίσχυση των αποτελεσμάτων των αναγεννητικών θεραπειών που βασίζονται σε βλαστικά κύτταρα. "
Graham C. Parker, Ph.D. - ο οποίος συνδέεται με τη Σχολή Ιατρικής του Πανεπιστημίου Wayne State στο Ντιτρόιτ, MI και είναι ο αρχισυντάκτης του περιοδικού Stem Cell και Ανάπτυξη - σχολιάζει επίσης τα ευρήματα.
Λέει, "Αυτό το έγγραφο παρέχει μια σημαντική απόδειξη της ιδέας για το συνδυασμό πειραματικού σχεδιασμού διαστήματος και εδάφους και ενημερώνει την καρδιακή θεραπευτική ανάπτυξη τόσο για τη διαστημική πτήση όσο και εδώ στη Γη."
