Клетки сердечной мышцы, полученные из стволовых клеток, демонстрируют замечательную способность адаптироваться к окружающей среде во время и после космического полета, согласно исследованию, опубликованному в научном журнале Stem Cell Reports.
Актуальность проблемы
Прошлые исследования показали, что космический полет вызывает физиологические изменения в функции сердца, в том числе снижение частоты сердечных сокращений, снижение артериального давления и увеличение сердечного выброса. Но на сегодняшний день большинство исследований физиологии сердечно-сосудистой микрогравитации проводились либо на не принадлежащих человеку моделях, либо на тканевом, органном и системном уровнях. Относительно мало известно о роли микрогравитации в сердечной функции человека на клеточном уровне.
«Наше исследование является новым, поскольку оно впервые использует индуцированные человеком плюрипотентные стволовые клетки для изучения влияния космического полета на работу сердца человека», – комментирует автор исследования Джозеф Ву (Joseph
Wu) из Медицинской школы Стэнфордского университета (Stanford University School of Medicine). «Микрогравитация – это среда, которая не очень хорошо понята с точки зрения ее общего воздействия на организм человека, и подобные исследования могут помочь пролить свет на то, как клетки тела ведут себя в космосе, особенно когда мир начинает проводить все больше и больше длительных космических миссий, таких как полет на Луну и Марс».
Материалы и методы исследования
Чтобы ответить на этот вопрос, ученые изучали индуцированные человеком кардиомиоциты клеточного происхождения (hiPSC-CMs). Исследователи генерировали линии hiPSC от трех индивидуумов путем перепрограммирования клеток крови, а затем дифференцировали их в hiPSC-CMs.
Исследователи изучили сердечную функцию на клеточном уровне и экспрессию генов в клетках сердца человека, культивированных на борту Международной космической станции в течение 5,5 недель.
Результаты научного исследования
Воздействие микрогравитации изменило экспрессию тысяч генов, но в основном нормальные паттерны экспрессии генов появились через 10 дней после возвращения на Землю.
По возвращении на Землю космические hiPSC-CM показали нормальную структуру и морфологию. Тем не менее, они адаптировались, изменив свою схему биений и схемы переработки кальция.
«Мы удивлены тем, как быстро человеческие клетки сердечной мышцы способны адаптироваться к окружающей среде, в которой они находятся, включая микрогравитацию», – резюмирует Ву. «Эти исследования могут дать представление о клеточных механизмах, которые могут принести пользу здоровью космонавтов во время длительного космического полета или потенциально могут заложить основу для нового понимания улучшения здоровья сердца на Земле».
Авторы другого исследования установили, что нахождение в космосе способствует изменению микробиоты кишечника.
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
