O coração humano encolhe no espaço, mas os pesquisadores descobriram que minicorações cultivados a partir de células-tronco humanas brotam significativamente mais rápido no espaço do que em laboratórios na Terra.
Coisas estranhas acontecem nos corações dos astronautas Microgravidade. Sem a sensação de subir e descer, o fluxo sanguíneo no corpo muda. Muito líquido se acumula na cabeça e, de repente, há menos nas pernas, mas também no coração. Não há necessidade de empurrar o corpo contra a resistência GravidadeO coração encolhe, enfraquece e muda de formato, tornando-se mais redondo.
“Por um lado, temos coisas já fabricadas que podem deteriorar-se e enfraquecer quando expostas à baixa gravidade e à microgravidade”, disse Sharma. “Por outro lado, na verdade você está fazendo essas coisas do zero no espaço. O processo de fabricação pode ser facilitado pela gravidade mais baixa.”
Sharma, que envia experimentos com células cardíacas para a ISS desde 2016, apresentou os resultados do último trabalho de sua equipe. 46ª Reunião Anual Sessões Científicas da Sociedade Internacional de Transplante de Coração e Pulmão em Toronto, 25 de abril.
Nas últimas cinco décadas, os pesquisadores aprenderam como fazer com que os humanos Células-tronco Crescem e se transformam em organoides cardíacos humanos – agrupamentos essencialmente auto-organizados de células cardíacas compostas de protocorações que começam a funcionar como um coração real. As células-tronco são células universais encontradas no embrião humano que podem se tornar qualquer tipo de célula humana à medida que o corpo da criança se desenvolve. As células-tronco podem ser submetidas a engenharia reversa em laboratórios a partir da pele adulta ou de células sanguíneas. Ao adicionar as proteínas certas no momento certo, essas células-tronco podem ser induzidas a crescer em laboratório em organelas cardíacas tridimensionais pulsantes em apenas duas semanas.
Para construir esses minicorações em escala, disse Sharma, os pesquisadores usaram biorreatores que imitam efetivamente a gravidade microbiana.
“Usamos essas coisas chamadas biorreatores de suspensão que flutuam (células cardíacas)”, disse Sharma. “As células gostam de ser cultivadas desta forma. Mas para fazê-las fazer uma pausa, normalmente é necessário girá-las e introduzir algum tipo de força que as células possam sentir. E elas nem sempre gostam de ser agitadas desta forma.”
Porém, no espaço, a flutuação acontece naturalmente, sem qualquer agitação incômoda. As células parecem gostar disso.
“Vimos um aumento muito significativo em termos de produção de organoides”, disse Sharma. No entanto, ele se recusou a especificar quantos organoides cardíacos a mais os experimentos espaciais produziram em comparação com os reatores baseados na Terra, porque os resultados ainda não foram publicados.
“Posso dizer que a escala da produção é muito impressionante”, disse ele. “O número de organoides que podemos fazer desta forma.”
Lançar coisas no espaço é obviamente caro, mas o futuro de Sharma são organoides, ou tecido cardíaco Impresso em 3D no espaço Pode ser usado para ajudar pacientes com insuficiência cardíaca que aguardam um transplante de coração.
Nenhum protocoração cultivado no espaço ainda foi usado em pacientes humanos, disse Sharma, e nenhum ensaio está planejado ainda. Os pesquisadores estão atualmente testando enxertos de músculo cardíaco bioengenharia com células-tronco humanas Terra Para facilitar a vida de pacientes com danos cardíacos. O coração humano não consegue reparar sozinho os músculos quebrados, por isso é necessária ajuda externa. Com base em resultados de pesquisas recentes, Sharma acredita que os patches e organóides feitos no espaço podem ser de melhor qualidade.
“O ambiente de microgravidade oferece a capacidade de criar manchas mais espessas e robustas que podem entrar em colapso sob a gravidade quando trazidas de volta à Terra”, disse ele.
Devido às regulamentações, pode levar anos até que os minicorações cultivados no espaço cheguem aos testes em humanos. Sharma acredita que os organoides serão usados primeiro para testar novos medicamentos para doenças cardíacas.
A doença cardíaca é uma principal causa de morte prematura Em todo o mundo. Milhões de pessoas morrem de doenças cardíacas todos os anos em todo o mundo. Um dos tratamentos inovadores mais promissores no horizonte são as terapias com células-tronco que regeneram o músculo cardíaco danificado.
A equipe de Sharma planeja enviar mais experimentos com células cardíacas para a estação espacial a bordo da nave SpaceX CRS-35 da NASA O trabalho de redistribuição está programado para começar antes de agosto.
