Kosmosereisidel võib olla südame parandamise võti
Astronaudid elavad praktiliselt kaaluta keskkonnas, mida teaduslikult nimetatakse mikrogravitatsiooniks. Mikrogravitatsiooni mõju inimorganismile on erinev ja põnev - mõned neist kahjustavad, teised lunastavad. Uued uuringud leiavad mikrogravitatsiooni mõju inimese tüvirakkudele terapeutilise eesmärgi.
Alates ajust, mis liigub ülespoole, kuni lihaste vähenemiseni, veenide paisumiseni ja astronautide nägude paisumiseni, on mikrogravitatsiooni mõju inimese kehale pehmelt öeldes põnev.
Kuid kuidas mõjutavad kaalutud seisundid südant? Kuna see elutähtis organ ei pea kogu kehas pumpama nii palju verd kui gravitatsiooni mõjul, kipuvad veresooned aja jooksul muutuma vähem elastseks ja paksemaks, mis suurendab südamehaiguste riski.
Nende negatiivsete tagajärgede vastukaaluks avastavad teadlased aga üha rohkem potentsiaalseid kosmoselendude terapeutilisi mõjusid inimese südamele.
Näiteks on uuringud näidanud, et laboris simuleeritud mikrogravitatsioon mõjutab progenitori südamerakke sõltuvalt nende vanusest. Eellasrakud on „tüvirakkude varajased järeltulijad, mis võivad diferentseeruda, moodustades ühe või mitu rakutüüpi.“
Teised embrüonaalsete hiirerakkude uuringud on näidanud, et kosmoselennu simuleerimine mõjutab tüvirakkude tüve ja diferentseerumist, aidates neil kiiremini südamelihasrakkudeks diferentseeruda.
Niisiis teadsid Loma Linda ülikooli kalurite Loma Linda ülikooli teadlased, kas nii modifitseeritud tüvirakke saab kasutada südame parandamiseks.
Sellele küsimusele vastamiseks simuleerisid Jonathan Baio ja tema kolleegid mikrogravitatsiooni all toimuvaid molekulaarseid muutusi ning uurisid nende mõju kardiovaskulaarsete eellasrakkude terapeutilise potentsiaali suurendamisele.
Teadlased avaldasid oma leiud ajakirja eriväljaandes Tüvirakud ja areng.
Mikrogravitatsioon muudab kaltsiumisignaali
Baio ja meeskond simuleerisid NASA rahvusvahelises kosmosejaamas mikrogravitatsiooni 6–7 päeva ja kultiveerisid vastsündinute südame eellasrakke 12 päeva jooksul kosmosejaama pardal asuvas riiklikus laboris.
Teadlased otsisid muutusi geeniekspressioonis ja leidsid, et mikrogravitatsiooniline keskkond "kutsus esile geenide ekspressiooni, mis on tavaliselt seotud varasema kardiovaskulaarse arengu seisundiga".
6–7 päeva pärast leidsid teadlased muutusi kaltsiumi signaaliradades, mida nende sõnul võiks kasutada südameparanduse tüvirakkudel põhineva ravi parandamiseks.
30 päeva pärast aktiveeriti kaltsiumist sõltuv valgukinaas või ensüüm, mida nimetatakse C-alfaks. Vastsündinute [südame eellasrakkudes] kaltsiumi induktsiooni mõju edasiseks uurimiseks aktiveerisid teadlased proteiinikinaasi Maal, suurendades kaltsiumisignaali.
Märgitud muudatused panid teadlased järeldusele, et "kaltsiumisignaalide manipuleerimine Maal [pakub] uudset terapeutilist võimalust rakupõhiseks südame taastamiseks".
Mida leiud tähendavad südame parandamiseks
Nagu autorid märgivad, on juba varases faasis kliinilisi uuringuid, milles kasutatakse südame tüvirakke isheemilise kardiomüopaatiaga patsientide raviks või südameatakkist taastumiseks.
Kuigi nende katsete tulemused on paljulubavad, ebaõnnestub mõnikord rakkude juurdumine ja teadlased arutavad endiselt, millist tüüpi rakk on siirdamiseks parim.
"Seetõttu võib [mikrogravitatsiooni] katsete tulemuste rakendamine Maal põhinevatele katsetele aidata ületada praeguste kliiniliste uuringute puudujääke, mis hõlmavad [südame eellasrakkude] kasutamist südame parandamiseks," kirjutavad autorid.
Baio ja kolleegid järeldavad:
„[M] varajaste [südame eellasrakkude] normaalse gravitatsioonikeskkonna anipuleerimine võib esile tõsta olulisi mehhanisme, mille abil varased südame eellased arenevad või laienevad. Selliseid teadmisi võib rakendada kardiovaskulaarse arengu täpsemaks mõistmiseks ja tüvirakkudel põhineva regeneratiivse ravi tulemuste parandamiseks. "
Graham C. Parker, Ph.D. - kes on seotud MI-s Detroitis asuva Wayne'i Riikliku Ülikooli meditsiinikooliga ja on ajakirja peatoimetaja Tüvirakk ja areng - kommenteerib ka järeldusi.
Ta ütleb: "See artikkel annab olulise tõestuse kosmose ja maapealse eksperimentaalse disaini ühendamise kontseptsioonist ning annab teada südame terapeutilisest arengust nii kosmoselendude kui ka siin Maal."
