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, bir kısmı ise. Yeni araştırma mikrogravitenin insan kök hücreleri üzerindeki etkisi için terapötik bir amaç ortaya koymaktadır.
Beynin küçülmesinden kaslara doğru kayması, damarların şişmesi ve astronotların yüzleri kabarık hale gelirken, mikro-gravürün insan vücudu üzerindeki etkileri çok azdır.
Fakat ağırlıksız koşullar kalbi nasıl etkiler? Çünkü bu hayati organın, vücudun her yerinde, yerçekimi altında olduğu kadar fazla kan pompalaması gerekmediği için, zamanla, kan damarları daha az elastik ve daha kalın olma eğilimindedir, bu da kalp hastalığı riskini artırır.
Bununla birlikte, bu olumsuz sonuçlara bir karşı koyma olarak, bilim adamları, insan kalbindeki uzay-zamanının potansiyel olarak daha fazla terapötik etkisini ortaya çıkarmaktadır.
Örneğin, çalışmalar laboratuarda simüle edilen mikro yerçekiminin progenitör kalp hücrelerini yaşlarına bağlı olarak farklı şekilde etkilediğini göstermiştir. Progenitör hücreler “bir veya daha fazla hücre türünü oluşturmak için farklılaşabilen kök hücrelerin erken torunlarıdır”.
Embriyonik fare hücreleri üzerine yapılan diğer çalışmalar, uzay aralığının simüle edilmesinin, kök hücrelerin kökünü ve farklılaşmasını etkilediğini ve bunların kalp kas hücrelerine daha hızlı ayrılmasına yardımcı olduğunu göstermiştir.
Loma Linda, CA’daki Loma Linda Üniversitesi’nden araştırmacılar bu şekilde modifiye edilmiş kök hücrelerin kardiyak onarım için kullanılabileceğini merak ettiler.
Bu soruyu cevaplamak için Jonathan Baio ve meslektaşları mikrogravite altında meydana gelen moleküler değişiklikleri simüle ettiler ve kardiyovasküler progenitör hücrelerin terapötik potansiyelini artırmadaki etkilerini keşfettiler.
Araştırmacılar bulgularını derginin özel sayısında yayınladılar.
Mikro yerçekimi kalsiyum sinyalini değiştirir
Baio ve ekip, NASA’nın Uluslararası Uzay İstasyonunda 6-7 gün boyunca mikrograviteyi simüle etti ve uzay istasyonunda Ulusal Laboratuarda 12 gün boyunca neonatal kalp progenitör hücrelerin kültürünü yaptı.
Bilim adamları gen ifadesindeki değişiklikleri araştırdılar ve mikrogravite ortamının “tipik olarak daha önceki bir kardiyovasküler gelişim durumuyla ilişkili olan genlerin ifadesini indüklediğini” keşfettiler.
6-7 gün sonra, bilim adamları kalsiyum sinyalleme yollarındaki değişiklikleri buldular, ki bunlar kardiyak onarım için kök hücre bazlı tedavileri geliştirmek için kullanılabileceğini söylüyorlar.
30 gün sonra, kalsiyum bağımlı protein kinaz veya enzim, C alpha olarak aktive edildi. Araştırmacılar, kalsiyum sinyallemesini arttırarak, dünyadaki protein kinazı aktive ederek, “yenidoğan [kalp progenitör hücrelerinde] kalsiyum indüksiyonunun etkisini araştırmak” için.
Değişiklikler, araştırmacıların “Dünyadaki kalsiyum sinyalizasyonunu manipüle etmesinin hücre tabanlı kalp onarımı için yeni bir terapötik fırsat sunduğu” sonucuna varmasıyla sonuçlandı.
Bulgular kalp onarımı için ne anlama geliyor?
Yazarların da belirttiği gibi, iskemik kardiyomiyopatili hastaları tedavi etmek için kalp kök hücrelerini kullanan veya kalp krizi geçiren insanlara yardım etmek için halihazırda erken evre klinik çalışmalar bulunmaktadır.
Bu çalışmaların sonuçları umut verici olsa da, bazen hücre aşılaması başarısız olur ve bilim adamları hala nakil için hangi hücre türünün en iyi olduğunu tartışmaktadırlar.
“Bu nedenle, [mikro-yerçekimi] deneylerinden Dünya temelli deneylere yapılan bulguların uygulanması, kardiyak onarım için [kardiyak progenitör hücrelerin] kullanımını içeren mevcut klinik çalışmaların eksikliklerinin üstesinden gelmeye yardımcı olabilir,” yazarları yazar.
Baio ve meslektaşları şu sonuca varıyor:
“[M] erken [kardiyak progenitör hücrelerin] normal yerçekimi ortamını anipüle ederek, erken kardiyak progenitörlerin geliştiği veya genişlediği önemli mekanizmaları vurgulayabilir. Bu tür içgörüler kardiyovasküler gelişimi daha iyi anlamak ve kök hücre bazlı rejeneratif tedavilerin sonuçlarını arttırmak için uygulanabilir. .”
Graham C. Parker, Ph.D. – Detroit’teki Wayne State Üniversitesi Tıp Fakültesine bağlı olan ve derginin Genel Yayın Yönetmeni olan da bulgulara dair yorumlarda bulunuyor.
“Bu yazı, uzay ve yer tabanlı deneysel tasarımı birleştirmek için önemli bir kavram kanıtı sunmakta ve hem uzay hem de Dünya’da kalp terapisi gelişimini bilgilendirmektedir.” Diyor.
