Δείγματα ανθρώπινου καρδιακού μυός που αποτελούν «προϊόντα» βιοτεχνολογίας θα «φιλοξενηθούν» στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS). Είναι οι πρώτοι ανθρώπινοι ιστοί της καρδιάς που ταξιδεύουν στο Διάστημα – το ταξίδι τους πραγματοποιείται με την 29η αποστολή της NASA για μεταφορά προμηθειών στον ISS την οποία εκτελεί η SpaceX. Η αποστολή «SpaceX CRS-29» ξεκίνησε στις 9 Νοεμβρίου και χρειάζεται περίπου τρεις ημέρες για να φθάσει στον ISS. Τα δείγματα, που θα διατηρηθούν σε ειδικές συνθήκες φύλαξης, θα παραμείνουν στο Διάστημα για περίπου 30 ημέρες. Στη συνέχεια θα επιστρέψουν στη Γη προκειμένου να αναλυθούν για τις επιδράσεις της μικροβαρύτητας στους καρδιακούς ιστούς.

Στόχος η διαστημική… βιολογική γνώση

Μέσω αυτού του πειράματος οι ερευνητές της Ιατρικής Σχολής Icahn του Νοσοκομείου «Ορους Σινά» στη Νέα Υόρκη οι οποίοι και αποστέλλουν τα δείγματα στοχεύουν στο να κατανοήσουν καλύτερα πώς τα κύτταρα του καρδιακού μυός προσαρμόζονται σε συνθήκες ακραίου βιολογικού στρες καθώς και πώς η μικροβαρύτητα και άλλες πτυχές των διαστημικών ταξιδιών επιδρούν στη λειτουργία του ανθρώπινου καρδιακού μυός.

Η νέα γνώση που θα αποκτηθεί θα αποκαλύψει τις δυνατότητες αλλά και τους περιορισμούς της λειτουργίας των καρδιακών κυττάρων στο Διάστημα, γεγονός άκρως σημαντικό για τη διατήρηση της υγείας των αστροναυτών. Παράλληλα θα αποτελέσει ένα πρώτο βήμα για τις μελλοντικές προσπάθειες μηχανικής ιστών, της βιοεκτύπωσης καθώς και

της δημιουργίας οργανοειδών στο Διάστημα – σε συνθήκες δηλαδή μικροβαρύτητας.

Οι συνθήκες φύλαξης

Οι ερευνητές του «Ορους Σινά» συνεργάζονται με την εταιρεία Space Tango σε αυτό το πείραμα, η οποία παρέχει πρόσβαση στη μικροβαρύτητα για ερευνητικούς σκοπούς στον ΙSS. H Space Tango διαχειρίζεται τους ιστούς οι οποίοι κατά τη διάρκεια του ταξιδιού φυλάσσονται σε ειδικά δοχεία που με τη σειρά τους είναι τοποθετημένα σε μια μεγαλύτερη μονάδα που ονομάζεται CubeLab. Τα μικροσκοπικά δοχεία φύλαξης με μέγεθος ενός χιλιοστόμετρου περιέχουν ειδικά μέσα καλλιέργειας προκειμένου τα κύτταρα να παραμείνουν ζωντανά καθ’όλο το διάστημα παραμονής τους στον Διαστημικό Σταθμό. Μετά την άφιξη στον ΙSS οι αστροναύτες θα τοποθετήσουν το CubeLab σε έναν ειδικό χώρο φύλαξης. Περί τις 30 ημέρες αργότερα τα δείγματα θα επιστρέψουν στη Γη για να γίνει ανάλυσή τους από τους ερευνητές.

Προστασία των αστροναυτών αλλά και του πληθυσμού της Γης

Οι αστροναύτες παρουσιάζουν συχνά σημάδια καρδιακής ανεπάρκειας κατά την παραμονή τους στο Διάστημα εξαιτίας των ακραίων συνθηκών οι οποίες φαίνεται να επιταχύνουν τη διαδικασία γήρανσης του ανθρώπινου οργανισμού. Τα αποτελέσματα του πειράματος θα βοηθήσουν τους επιστήμονες να ανακαλύψουν νέους τρόπους προφύλαξης της καρδιακής υγείας των αστροναυτών αλλά και να αναπτύξουν παράλληλα καινούργιες θεραπείες για τα καρδιαγγειακά νοσήματα που πλήττουν τον ολοένα και πιο γηρασμένο πληθυσμό της Γης.

«Αυτό το πείραμα θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε την επίδραση της μικροβαρύτητας και των διαστημικών ταξιδιών στα ανθρώπινα κύτταρα του καρδιακού μυός καθώς θα εξετάσουμε για πρώτη φορά πώς αυτά τα άκρως ενεργά παλλόμενα κύτταρα προσαρμόζονται σε έναν ολόκληρο μήνα έκθεσης σε ακραίες συνθήκες. Μια από τις συναρπαστικές πτυχές του πειράματος είναι ότι τα δείγματα θα μεταφερθούν στο ‘Ορος Σινά’ ζωντανά μετά την επιστροφή τους στη Γη, οπότε και θα μπορέσουμε να αναλύσουμε

το πώς λειτουργούν οι ιστοί όταν θα έχουν πλέον επιστρέψει στις γήινες συνθήκες» εξήγησε ο δρ Κέβιν Κόστα, επικεφαλής του πειράματος, αναπληρωτής καθηγητής Καρδιολογίας στη Σχολή Icahn του «Ορους Σινά» και προσέθεσε: «Η καλύτερη κατανόηση σχετικά με το πώς λειτουργούν αυτά τα καρδιακά κύτταρα θα μας βοηθήσει να βρούμε νέους τρόπους προστασίας των αστροναυτών ώστε να μπορούν να μένουν για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα στο Διάστημα προκειμένου να ολοκληρώνουν πιο δύσκολες αποστολές εξερεύνησης. Θα μας παρέχουν επίσης στοιχεία σχετικά με το πώς θα προστατεύσουμε την καρδιά των ανθρώπων στη Γη από τις επιβαρυντικές επιδράσεις της γήρανσης αλλά και της έλλειψης δραστηριότητας».

Χρήση κυττάρων iPS

Τα κύτταρα του καρδιακού μυός που ταξιδεύουν αυτή τη στιγμή στο Διάστημα δημιουργήθηκαν με χρήση κυττάρων iPS (induced pluripotent stem cells, πολυδύναμα κύτταρα με τις ιδιότητες των εμβρυϊκών βλαστικών κυττάρων τα οποία προκύπτουν από τη μετατροπή ενηλίκων κυττάρων με χρήση κατάλληλων παραγόντων) ενός υγιούς ενήλικου δότη.

Σύγκριση… διαστημικών και γήινων κυττάρων

Μάλιστα ίδια δείγματα καρδιακού ιστού καλλιεργούνται αυτή τη στιγμή και στο Ινστιτούτο για τα Καρδιαγγειακά του «Ορους Σινά» προκειμένου μετά την επιστροφή των… διαστημικών κυττάρων να γίνει σύγκριση μεταξύ των δειγμάτων. «Θα εξετάσουμε αν υπάρχουν διαφορές στη βιολογία των κυττάρων που θα επιστρέψουν από τον ISS σε σύγκριση με τα αντίστοιχα δείγματα που καλλιεργούμε στο εργαστήριό μας» σημείωσε ο δρ Κόστα.

Ωθηση στο πεδίο της Διαστημικής Ιατρικής

«Καθώς το κόστος των διαστημικών ταξιδιών συνεχίζει να μειώνεται και ολοένα και περισσότεροι άνθρωποι θα αρχίσουν να ζουν και να εργάζονται στο Διάστημα, θα είναι σημαντικό να γνωρίζουμε πώς το διαστημικό περιβάλλον επηρεάζει το σώμα τους. Οι ιστοί- μινιατούρες ‘προϊόντα’ της

εμβιομηχανικής αποτελούν πολύ καλά εργαλεία για να αποκτήσουμε αυτή τη γνώση μειώνοντας ταυτόχρονα το κόστος μεταφοράς στο Διάστημα. Είμαστε ενθουσιασμένοι που μπορούμε να εφαρμόσουμε τα εργαλεία μας στο νέο πεδίο της Διαστημικής Ιατρικής και να χρησιμοποιήσουμε τη μικροβαρύτητα ως μοντέλο της ανθρώπινης γήρανσης» ανέφερε από την πλευρά του ο δρ Ντέιβιντ Σακς, επίκουρος καθηγητής Γενετικής και Γενωμικών Επιστημών στη Σχολή Icahn.