تحقیقات شوک آور: فضا قلب را ۵ برابر سریعتر پیر می‌کند و ضربان قلب را کند می‌سازد
دانشمندان در دانشکده پزشکی جان هاپکینز، با ارسال بافت قلب انسان به فضا برای تحقیق روی تأثیرات کم‌جاذبه بر سلامت قلب در سطح سلولی، شواهد شگفت‌آوری یافته‌اند.
پروفسور دئوک-هو کیم رهبری تیمی را برعهده داشت که با مهندسی بافت قلب از سلول‌های بنیادی انسان، بافت‌ها را روی تراشه‌های کوچکی که محیط قلب انسان را شبیه‌سازی می‌کنند، تولید کردند و برای ۳۰ روز به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستادند.
این تیم اعلام کرد که بافت‌های قلب در فضا «توانایی انقباضی خود را به طور قابل توجهی از دست دادند و ضربان‌های نامنظم پیدا کردند». این تغییرات با تغییراتی که در بافت‌های نگهداری شده روی زمین مشاهده شد، کاملاً متفاوت بود. همچنین بافت‌ها تغییرات مولکولی و ژنتیکی مشابه با پیری نشان دادند.
نظارت ۳۰ روزه در ایستگاه فضایی بین‌المللی
بافت قلب با پرورش سلول‌های بنیادی پرتوان انسانی و هدایت توسعه آنها به سلول‌های عضله قلب فعال به نام کاردیومیوسیت‌ها ایجاد شد.
بافت قلب در تراشه کوچکی که در آزمایشگاه رشد کرده بود و بافت را در جای خود نگه می‌داشت و انقباضات آن را اندازه‌گیری می‌کرد، قرار گرفت. در مارس ۲۰۲۰، این تراشه از طریق ماموریت SpaceX CRS-20 به ایستگاه فضایی بین‌المللی ارسال شد.
در حالی که بافت‌های قلب در مدار بودند، دانشمندان مستقر روی زمین هر ۳۰ دقیقه یک بار به‌روزرسانی‌های منظم درباره قدرت و ریتم سلول‌ها دریافت کردند.
فضانورد جسیکا میر بافت‌های قلب را در ایستگاه فضایی نگهداری کرد، محلول مغذی آنها را هر هفته عوض می‌کرد و نمونه‌ها را برای تحلیل بیشتر ذخیره می‌کرد. دانشمندان همچنین گروهی از بافت‌های قلبی را که به‌طور مشابه روی زمین تولید شده بودند را برای مقایسه در ظروف مشابه ذخیره کردند.
کیم گفت: «مقدار زیادی از فناوری پیشرفته در زمینه‌های مهندسی سلول‌های بنیادی و بافت، بیوسنسورها و الکترونیک بیولوژیک و میکروسازه‌سازی برای اطمینان از زنده‌مانی این بافت‌ها در فضا به کار گرفته شد.»
نمونه‌ها تغییرات متعددی را نشان دادند
ارزیابی نمونه‌ها نشان داد که قدرت بافت عضله قلب در محیط کم‌جاذبه کاهش یافت. علاوه بر این، بافت‌های مستقر در فضا ضربان‌های نامنظمی داشتند که به نوعی اختلال شناخته شده به نام آریتمی تعلق می‌گیرد. در برخی موارد این ریتم‌های مختل شده قلب ممکن است به نارسایی قلبی در انسان منجر شود.
بافت‌های قلب در فضا بسیار کندتر از بافت‌های روی زمین ضربان داشتند و تقریباً پنج برابر بیشتر طول می‌کشید تا یک ضربان کامل را انجام دهند. این بی‌نظمی‌ها اما زمانی که بافت‌ها به زمین بازگردانده شدند، به حالت عادی برگشتند.
نمونه‌های بافت‌های کم‌جاذبه نشان‌دهنده تغییرات در سارکومرها، که پروتئین‌های عضله‌ای هستند و به انقباض قلب کمک می‌کنند بودند. دانشمندان مشاهده کردند که سارکومرها کوتاه‌تر و کمتر ساختار یافته بودند، که نشانه‌ای معمول از اختلالات قلبی انسانی است.
نمونه‌ها همچنین تغییرات بیولوژیکی دیگری را نشان دادند. میتوکندری‌ها که انرژی سلول‌ها را تأمین می‌کنند، در بافت‌های فضاکرده بزرگتر، گردتر و کمتر کارآمد شدند.
همچنین، بافت‌های فضاکرده افزایش بیان ژنی مرتبط با التهاب و استرس اکسیداتیو را نشان دادند.
دوین میر، محقق پسادکتری در جان هاپکینز گفت: «بسیاری از این نشانگرهای آسیب اکسیداتیو و التهاب به طور مداوم در چک‌های پس از پرواز فضانوردان نشان داده شده‌اند.»
این یافته‌ها برای درک خطرات سلامت پروازهای فضایی طولانی‌مدت ضروری است و ممکن است منجر به درمان‌های جدیدی برای بیماری‌های قلبی شود.
طبق اعلامیه مطبوعاتی، کیم و تیم او در حال حاضر در حال آزمایش داروهایی روی بافت قلب در فضا هستند تا ببینند آیا می‌توانند آن را از اثرات مضر کم‌جاذبه محافظت کنند. آنها امیدوارند که این داروها برای حفظ سلامت قلب در افراد مسن‌تر روی زمین نیز مفید باشند.
آنها همچنین در حال بهبود فناوری تراشه بافت خود و بررسی چگونگی تأثیر تابش فضایی بر بافت قلب هستند. آنها این مطالعات را در آزمایشگاه تابش فضایی ناسا انجام می‌دهند.
ایستگاه فضایی که به نسبت نزدیک به زمین است، توسط میدان مغناطیسی سیاره از بیشتر اثرات مضر تابش فضایی محافظت می‌شود.
یافته‌های مذکور در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences. گزارش شده است.
