Uzay yolculuğu kalp onarımının anahtarını tutabilir
Astronotlar, bilimsel olarak mikro yerçekimi olarak bilinen, pratik olarak ağırlıksız bir ortamda yaşarlar. Mikro yerçekiminin insan vücudu üzerindeki etkileri çeşitli ve büyüleyici - bazıları zarar verici, bazıları kurtarıcı. Yeni araştırma, mikro yerçekiminin insan kök hücreleri üzerindeki etkisi için terapötik bir amaç buluyor.
Beynin yukarı doğru kaymasından kasların küçülmesine, damarların şişmesine ve astronotların yüzlerinin şişmesine kadar mikro yerçekiminin insan vücudu üzerindeki etkileri, en hafif tabirle büyüleyici.
Fakat ağırlıksız koşullar kalbi nasıl etkiler? Bu hayati organın vücutta yerçekimi altında olduğu kadar çok kan pompalamasına gerek olmadığından, zamanla kan damarları daha az elastik ve daha kalın hale gelir ve bu da kalp hastalığı riskini artırır.
Bununla birlikte, bu olumsuz sonuçlara karşı bir karşı nokta olarak, bilim adamları, uzay uçuşunun insan kalbi üzerindeki potansiyel terapötik etkilerini giderek daha fazla ortaya çıkarıyorlar.
Örneğin, araştırmalar laboratuvarda simüle edilen mikro yerçekiminin progenitör kalp hücrelerini yaşlarına bağlı olarak farklı şekilde etkilediğini göstermiştir. Progenitör hücreler, "bir veya daha fazla hücre türü oluşturmak için farklılaşabilen kök hücrelerin ilk torunlarıdır."
Embriyonik fare hücreleri üzerine yapılan diğer çalışmalar, uzay uçuşunu simüle etmenin, kök hücrelerin kök hücrelerini ve farklılaşmasını etkilediğini ve kalp kası hücrelerine daha hızlı farklılaşmalarına yardımcı olduğunu göstermiştir.
Bu nedenle, Loma Linda, CA'daki Loma Linda Üniversitesi'nden araştırmacılar, bu şekilde değiştirilen kök hücrelerin kardiyak onarım için kullanılıp kullanılamayacağını merak ettiler.
Bu soruyu yanıtlamak için Jonathan Baio ve meslektaşları, mikro yerçekimi altında meydana gelebilecek moleküler değişiklikleri simüle ettiler ve bunların kardiyovasküler progenitör hücrelerin terapötik potansiyelini artırmak için etkilerini araştırdılar.
Araştırmacılar bulgularını derginin özel bir sayısında yayınladılar. Kök Hücreler ve Gelişimi.
Mikro yerçekimi kalsiyum sinyalini değiştirir
Baio ve ekibi, NASA'nın Uluslararası Uzay İstasyonunda 6-7 gün boyunca mikro yerçekimini simüle etti ve uzay istasyonundaki Ulusal Laboratuvarda 12 gün boyunca yenidoğan kardiyak progenitör hücrelerini kültürledi.
Bilim adamları gen ekspresyonundaki değişiklikleri aradılar ve mikro yerçekimi ortamının "tipik olarak daha erken bir kardiyovasküler gelişim durumu ile ilişkili olan genlerin ifadesini uyardığını" buldular.
6-7 gün sonra, bilim adamları, kalp onarımı için kök hücre temelli tedavileri iyileştirmek için kullanılabileceğini söyledikleri kalsiyum sinyal yollarında değişiklikler buldular.
30 gün sonra, kalsiyum bağımlı bir protein kinaz veya C alfa adı verilen bir enzim aktive edildi. Araştırmacılar, "neonatal [kardiyak progenitör hücreler] 'de kalsiyum indüksiyonunun etkisini araştırmak için, kalsiyum sinyallemesini artırarak Dünya üzerindeki protein kinazı aktive ettiler.
Kaydedilen değişiklikler, araştırmacıların "Dünya üzerindeki kalsiyum sinyalini manipüle etmenin hücre bazlı kalp onarımı için yeni bir terapötik fırsat sunduğu" sonucuna varmalarına neden oldu.
Bulgular kardiyak onarım için ne anlama geliyor?
Yazarların belirttiği gibi, iskemik kardiyomiyopatili hastaları tedavi etmek veya insanların kalp krizinden kurtulmalarına yardımcı olmak için kalp kök hücrelerini kullanan erken aşamalı klinik deneyler var.
Bu denemelerin sonuçları ümit verici olsa da, bazen hücre aşılaması başarısız olur ve bilim adamları, nakil için en iyi hücre türünün ne olduğunu hala tartışmaktadır.
Yazarlar, "Bu nedenle, [mikro yerçekimi] deneylerinden elde edilen bulguların Dünya temelli deneylere uygulanması, kardiyak onarım için [kardiyak progenitör hücrelerin] kullanımını içeren mevcut klinik denemelerin eksikliklerinin üstesinden gelmeye yardımcı olabilir" diye yazıyorlar.
Baio ve meslektaşları şu sonuca varıyor:
“[M] erken [kardiyak progenitör hücrelerin] normal yerçekimi ortamının anipüle edilmesi, erken kardiyak progenitörlerin geliştiği veya genişlediği önemli mekanizmaları vurgulayabilir. Bu tür bilgiler, kardiyovasküler gelişimi daha iyi anlamak ve kök hücre temelli rejeneratif tedavilerin sonuçlarını iyileştirmek için uygulanabilir. "
Graham C. Parker, Ph.D. - MI, Detroit, MI'daki Wayne State Üniversitesi Tıp Fakültesi'ne bağlı olan ve derginin Baş Editörü olan Kök Hücre ve Gelişimi - ayrıca bulgular hakkında yorum yapar.
"Bu makale uzay ve yer temelli deneysel tasarımı birleştirmek için önemli bir kavram kanıtı sağlıyor ve hem uzay uçuşu hem de burada Dünya üzerinde kardiyak terapötik gelişimi bilgilendiriyor."
