Biyomühendisler mikro yerçekiminde kalp hücresi biyolojisini incelemek için kalp kası örneklerini uzaya gönderiyor

Mount Sinai Kardiyovasküler Araştırma Enstitüsü, NASA’nın 9 Kasım Perşembe günü başlatılan 29. SpaceX ticari ikmal hizmetleri misyonunda ilk kez biyomühendislik ürünü insan kalp kası hücrelerini ve mikro dokularını uzaya gönderiyor. “SpaceX CRS-29” misyonu bilimsel araştırma gönderiyor Örneklerin Dünya’ya dönmeden önce yaklaşık 30 gün kalacağı Uluslararası Uzay İstasyonuna (ISS) götürülecek.

Bu deney aracılığıyla, Mount Sinai’deki Icahn Tıp Fakültesi araştırmacıları, kalp kası hücrelerinin veya kardiyomiyositlerin aşırı biyolojik streslere nasıl uyum sağladığını ve mikro yerçekiminin ve uzay yolculuğunun diğer özelliklerinin kardiyomiyosit fonksiyonunu nasıl etkilediğini daha iyi anlamayı amaçlıyor. Bulgular, bilim adamlarının gelecekteki uzay deneylerinde kalp hücresi biyolojisini incelemek için daha iyi yollar bulmalarına yardımcı olacak.

Bu tür kalp hücrelerinin hayatta kalma yeteneklerini ve sınırlamalarını anlamak, yalnızca astronotların sağlığı açısından önemli değil, aynı zamanda gelişen ekonominin önemli oyuncuları olan uzay tabanlı doku mühendisliği, organoid üretimi ve biyobaskı alanındaki gelecekteki çabalara doğru da ilk adımdır. Düşük Dünya yörüngesi olarak bilinen mikro yerçekimi ortamında biyoüretim.

Mount Sinai, bu deneyi yürütmek için Space Tango ile ortaklık kuruyor. Space Tango, ISS’de araştırma ve geliştirme amacıyla mikro yerçekimine erişim sağlar. Space Tango, Sina Dağı’nın dokularını yönetecek; dokular, kriyovyaller adı verilen ayrı küçük ölçekli deney kaplarında kapatılacak ve CubeLab olarak bilinen daha büyük bir muhafaza ünitesine yerleştirilecek.

Bu bir mililitrelik şişeler aynı zamanda kalp kası hücrelerini uzun bir süre canlı tutmaya yardımcı olan hücre kültürü ortamı ve katkı maddeleri de içeriyor; bazıları dayak atıyor, bazıları ise metabolizmalarını azaltmak ve hayatta kalmalarının etkilenip etkilenmediğini görmek için kimyasal olarak durduruluyor. Araştırmayı taşıyan kargo kapsülü ISS’ye ulaştığında astronotlar CubeLab’ı özel bir Uzay Tango tesisine yerleştirecek. Yaklaşık 30 gün sonra astronotlar örnekleri Dünya’ya gönderecek ve Sina Dağı araştırmacıları analizlere başlayacak.

Astronotlar, yaşlanma sürecini hızlandırıyor gibi görünen aşırı koşullar nedeniyle uzay görevleri sırasında sıklıkla kalp yetmezliği belirtileri yaşarlar. Belirtileri, yaşlandıkça veya yatalak hale geldikçe, ancak daha hızlı ve daha genç yaşta Dünya’daki insanların başına gelenleri taklit ediyor. Bu deneyden elde edilen sonuçlar, araştırmacıların uzaydayken astronotların kalp sağlığını korumanın yeni yollarını belirlemelerine ve Dünya’da yaşlanan nüfustaki kardiyovasküler hastalıklar için yeni tedaviler geliştirmelerine yardımcı olabilir.

“Bu proje, mikro yerçekiminin ve uzay uçuşunun, tasarlanmış insan kalp kası hücreleri ve mikro dokuları üzerindeki etkisini anlamamıza yardımcı olacak ve ilk kez, bu son derece aktif atan kalp kası hücrelerinin, bu tür aşırı koşullara bir ay boyunca maruz kalmaya nasıl uyum sağladığını ilk kez test edecek. Deneyin heyecan verici yönlerinden biri de örneklerin Dünya’ya döndükten sonra canlı olarak Sina Dağı’na gönderilecek olması, böylece geri döndüklerinde dokuların nasıl performans gösterdiğini test edebiliriz” diye açıklıyor projeden Ph.D. Kevin Costa. Icahn Mount Sinai’de lider ve Tıp (Kardiyoloji) Doçenti.

“Bu mühendislikle tasarlanmış kalp hücrelerinin ve dokularının nasıl çalıştığını daha iyi anladığımızda, astronotların daha derinlemesine keşif görevlerini tamamlamak için uzayda daha uzun süre kalabilmelerini sağlamak için onları korumaya yardımcı olacak yeni yollar bulabiliriz. Bu aynı zamanda nasıl yapılacağına dair ipuçları da sağlayacaktır. Dünyadaki insanların kalplerini yaşlanmanın ve hareketsizliğin zararlı etkilerinden daha iyi koruyabiliriz.”

Mount Sinai, bu insan kalp kası hücresi örneklerini, sağlıklı bir yetişkin donörden alınan uyarılmış pluripotent kök hücrelerden üretti. Hücreler üç farklı konfigürasyonda kültürlenir: 2D tek katmanlar, 3D küreseller ve 3D uzatılmış kalp dokusu formatları. Bu, 2 boyutlu kültürlerden daha fizyolojik olan 3 boyutlu kültür koşullarının kalp hücreleri için biyolojik bir avantaj sağlayıp sağlamadığını test edecek.

“Deneyin amacı, tasarlanmış kalp hücrelerimizin ve mikro dokularımızın kapalı bir ortamda mikro yerçekiminde 30 gün boyunca hayatta kalma yeteneğini değerlendirmek ve hayatta kalma özelliklerini Mount Sinai Kardiyovasküler Araştırma laboratuvarımızda kültürlenen eşdeğer örneklerle karşılaştırmaktır. Enstitü. Mikro yerçekiminin, kardiyomiyositlerin bu kapalı ortama uyum sağlama yeteneğini değiştirip değiştirmeyeceğini ve ISS’den dönen hücrelerin biyolojisinde farklılıklar olup olmadığını görmek için test yapıyoruz” diye ekliyor Dr. Costa.

“Mikro yerçekiminin insan kalp hücresi ve doku biyolojisi üzerindeki etkileri hakkında daha fazla bilgi edinmeyi ve bu tür çalışmaları, hücre yapımının karmaşıklığını önemli ölçüde artıran olağan akışkan değişim sistemlerini gerektirmeyen kapalı bir ortamda gerçekleştirme olasılığını keşfetmeyi umuyoruz.” Uzayda biyoloji.”

“Uzay uçuşunun maliyeti düşmeye devam ettikçe ve gittikçe daha fazla insan uzayda yaşamaya ve çalışmaya başladıkça, bu ortamın vücutlarını nasıl etkilediğini anlamak önemli olacak. Minyatürleştirilmiş biyomühendislik dokuları, fırlatma işlemini en aza indirirken bunu öğrenmek için harika araçlardır. Araçlarımızı yeni uzay tıbbı alanına uygulayabildiğimiz ve mikro yerçekimini insan yaşlanmasının bir modeli olarak kullanabileceğimiz için heyecan duyuyoruz” diyor Genetik ve Genomik Bilimler Yardımcı Doçent Doktoru araştırmacı David Sachs. Icahn Sina Dağı.