Ključni nalaz: Mini-srca od ljudskih matičnih ćelija rastu brže i u većem broju na ISS-u nego u zemaljskim bioreaktorima. Dr Arun Sharma iz Cedars-Sinai predstavio je rezultate na ISHLT konferenciji u Torontu. Mikrogravitacija omogućava nežnije lebdenje ćelija, što povećava proizvodnju organoida. Praktična primena može uključiti testiranje lekova i, dugoročno, izradu robusnijih srčanih zakrpa, ali klinička ispitivanja će verovatno potrajati zbog regulative.
Mini-srca U Svemiru Niču Brže: Kako Mikrogravitacija Olakšava Rast Srčanih Organoida
Mini-hearts seeded with human stem cells grow better in space than they do on Earth, a new study shows. | Credit: Sean Escopete/NASA
Iako ljudsko srce slabi i menja oblik u mikrogravitaciji, novo istraživanje pokazuje da se mini-srca napravljena od ljudskih matičnih ćelija na Međunarodnoj svemirskoj stanici (ISS) razvijaju brže i u većem broju nego u zemaljskim laboratorijskim reaktorima.
U mikrogravitaciji krv se drugačije raspoređuje u telu: više tečnosti odlazi u glavu, a srcu i nogama ostaje manje opterećenja. Posledica je da srce, oslobođeno stalnog rada protiv gravitacije, često postaje manje, slabije i zaobljenijeg oblika. Pritom, već napravljene ćelije srčanog mišića koje su izložene mikrogravitaciji mogu da se pogoršaju — opada im sposobnost kontrakcije i menja im se metabolizam.
Međutim, grupa dr Arun Sharme iz Cedars-Sinai Centra za istraživanje svemirske medicine u Los Anđelesu otkrila je da proces rasta organoida od matičnih ćelija u svemiru izgleda drugačije: umesto da se gotovi uzorci kvare, proizvodnja novih mini-srca u mikrogravitaciji deluje olakšana. Rezultate je predstavio na 46. godišnjem sastanku Međunarodnog društva za transplantaciju srca i pluća (ISHLT) u Torontu 25. aprila.
Kako se prave organoidi i zašto svemir pomaže?
Za stvaranje srčanih organoida istraživači koriste ljudske matične ćelije — uključujući i indukovane pluripotentne matične ćelije (iPSC) dobijene iz kože ili krvi odraslih — i usmeravaju ih tako da formiraju trodimenzionalne, samorganizovane klastere koji počinju da kucaju poput srca.
Na Zemlji se proizvodnja u većem obimu postiže pomoću tzv. suspension bioreaktora koji drže ćelije u suspenziji rotacijom ili mešanjem. To stvara sile koje ćelije osećaju i kojima se mogu stresirati. U mikrogravitaciji, za razliku od toga, lebdenje je prirodno i ćelije ostaju u nežnoj suspenziji bez stalnog mešanja — što izgleda povoljno utiče na rast i broj dobijenih organoida.
„S jedne strane, imate strukture koje su već napravljene i propadaju pod uticajem niske gravitacije. S druge strane, stvarate ih iz početka u svemiru — i čini se da niska gravitacija olakšava proizvodnju,“ rekao je dr Sharma za Space.com.
Mogućnosti i ograničenja
Sharma je naveo da su razmere proizvodnje impresivne, ali nije izneo tačan kvantitativni odnos jer podaci još nisu objavljeni. Iako je slanje materijala u svemir skupo, istraživači razmatraju primenu svemirskih organoida i 3D-štampanog srčanog tkiva za izradu debljih, robusnijih zakrpa koje bi manje kolabirale pod Zemljinom gravitacijom.
Do sada nijedan svemirski uzgojen proto-srčani organoid nije upotrebljen kod ljudi, niti su planirani klinički testovi u bliskoj budućnosti. Regulativa i bezbednosne procedure verovatno će odložiti testove na ljudima za godine dana; najrealnija početna primena su testiranja lekova i modeliranje bolesti srca.
Dr Sharma i tim planiraju nove eksperimente sa srčanim ćelijama koji će biti poslati na ISS u okviru NASA-inog SpaceX CRS-35 misije, čije je lansiranje najranije planirano za avgust.
Zašto je važno
Bolesti srca ostaju vodeći uzrok prevremenih smrti širom sveta. Napredak u tehnologijama zasnovanim na matičnim ćelijama, uključujući proizvodnju organoida i tkivnih zakrpa, predstavlja jedan od najperspektivnijih pravaca za obnavljanje oštećenog srčanog mišića.
Pomozite nam da budemo bolji.
