В рамках инновационной исследовательской инициативы студентка биоинженерии и профессор Университета штата Орегон (OSU) отправили три типа сердечных клеток на миссии SpaceX к Международной космической станции (МКС). Материалы находились на орбите в течение 21 дня в ноябре 2024 года, и после их возвращения в OSU в середине декабря исследователи изучат влияние микрогравитации на рост и здоровье клеток.
Ивана Эрнандес, студентка первого года аспирантуры, работающая с доцентом Бинатой Джоддар, объяснила: "В космосе нет гравитационных сил, которые давят на вас, поэтому ваши мышцы не работают так усердно, как должны. У астронавтов часто возникают проблемы, такие как обмороки или проблемы с мышцами, когда они возвращаются на Землю. Поскольку сердце также является мышцей, мы пытаемся понять, как микрогравитация вызывает атрофию сердца на клеточном уровне."
Исследование может иметь потенциальные преимущества как для астронавтов, так и для пациентов на Земле. Поняв, как сердце реагирует на космический полет, команда надеется разработать терапии для лечения атрофии сердца, которые могут помочь как астронавтам, так и пациентам, страдающим мышечными и сердечными заболеваниями.
Отправленные в космос образцы включали 3D-печатные волокнистые каркасы, на которых три типа сердечных клеток могли расти в сердечный органоид. Они были помещены в специализированную коробку с автоматизированными системами визуализации и кормления, чтобы следить за образцами и кормить клетки на протяжении трехнедельного путешествия. Клетки получали жидкую питательную среду, содержащую все необходимые питательные вещества, включая аминокислоты, витамины и глюкозу.
Эрнандес заявила: "Мы уже создали эту платформу in vitro, чтобы изучить, какие терапии могут регенерировать сердце или обратить вспять заболевание." После возвращения образцов исследователи будут анализировать сердечно-специфические биомаркеры, чтобы оценить изменения в функциональности клеток, а также исследовать генетические изменения с помощью секвенирования РНК, что, как ожидается, даст ценные сведения о влиянии микрогравитации.
Этот проект является частью более широкой инициативы, финансируемой NSF, которая началась в 2019 году в Университете Техаса в Эль-Пасо, где ранее работал Джоддар. Эрнандес завершила свою магистерскую программу в UT этим летом, а затем переехала в OSU вместе с Джоддаром, который был принят в Колледж инженерии OSU осенью.
Путь Эрнандес в качестве аспиранта уже оказался замечательным. Она подготовила материалы для полета в Космическом центре Кеннеди во Флориде и наблюдала за запуском ракеты с ее экспериментом на борту. "Это было действительно захватывающе. Кроме того, я из Мексики, и мои родители были очень горды; это действительно большое достижение," поделилась Эрнандес. "Знать, что моя работа попала в космос, просто потрясающе."