Щоб вивчити вплив космічних польотів на серце астронавтів, вчені з Університету Джонса Гопкінса відправили 48 зразків біоінженерної серцевої тканини на Міжнародну космічну станцію, спостерігали за ними протягом 30 днів і порівняли з тими ж зразками на Землі.
Дослідники вивчали вплив низької гравітації на силу скорочень клітин і нерегулярність биття. Результати виявилися тривожними - вчені заявили, що серцеві тканини «справді погано переносять умови космосу», і з часом тканини на борту космічної станції скорочуються приблизно вдвічі слабкіше, ніж тканини з того самого джерела, які зберігаються на Землі. Крім того, спостерігалося запалення й окислювальне пошкодження - зміни, схожі з тими, що відбуваються в пацієнтів із серцевими захворюваннями.
Попередні дослідження показали, що деякі астронавти повертаються на Землю з космосу з віковими захворюваннями, включно зі зниженням функції серцевого м'яза та аритмією (нерегулярним серцебиттям), і що деякі, але не всі, ефекти зникають з часом після їхнього повернення. Це матиме серйозний вплив на довгострокові космічні місії, включно з можливими польотами на Місяць і навіть на Марс.
Дослідники використовували технологію «тканина-на-чіпі» для вирощування біоінженерної серцевої тканини з індукованих плюрипотентних стовбурових клітин людини (iPSC) у мікрофлюїдному чіпі. Чип імітує структуру і функції серця дорослої людини. В умовах космосу в цих клітинах серця спостерігався підвищений рівень запальних процесів і окислювальних ушкоджень, а білки (саркомери), які відповідають за скорочення клітин серця, стали коротшими та більш дезорганізованими.
Крім того, мітохондрії (енергетичні фабрики) стали більшими і круглішими, втративши свою характерну форму, що свідчить про те, що в умовах космосу клітини серця зазнавали сильного стресу або дисфункції, що могло призвести до порушення вироблення енергії, а це, своєю чергою, призвело до скорочення клітин серця і погіршення загального клітинного здоров'я.
Дослідники планують продовжувати вдосконалювати свій «серцевий чіп», щоб зібрати більше даних для визначення того, як це пошкодження відбувається на молекулярному рівні, і знайти способи зберегти здоров'я астронавтів під час тривалих космічних польотів.
