Rymdfärd förändrar mycket i människokroppen, inklusive hur hjärtat fungerar och hur celler som skapar hjärtvävnad beter sig. Forskare som studerar dessa förändringar på den internationella rymdstationen fortsätter att rapportera viktiga upptäckter.

För undersökningen av hjärtstamceller, forskare odlade mänskliga hjärtstamceller, eller kardiovaskulära progenitorceller (CPC), ombord på rymdstationen. Dessa omogna hjärtceller kan utvecklas till flera olika typer av kardiovaskulära celler och producera ett större antal av dem.

Undersökningen visade att rymdfärder påverkar kommunikationen inom och mellan celler, cellutveckling och kärnstamcellsegenskaper, som rapporterats i två tidningar publicerade 2018, en i journalen npj Mikrogravitation och en till in Stamceller och utveckling .

Forskarna presenterade nyligen nya studier i en relaterad artikel som jämförde signalvägen för Hippo i CPC:er odlade på rymdstationen med samma celler odlade i en klinostat, som simulerar mikrogravitationsförhållanden på jorden. Flodhästens signalväg, nödvändig för hjärtutveckling, är normalt aktiv hos vuxna och inaktiverar Yes-associerat protein, eller YAP1. YAP1 reglerar cellöverlevnad och ökar antalet celler, så att inaktivera det minskar cellproliferation. När flodhästbanan är hämmad eller inaktiv, fastän, YAP1 blir aktiv, vilket resulterar i fler progenitorceller och möjlig organtillväxt. Detta dokument rapporterar att de vuxna cellerna i rymden och i klinostaten båda visade en ökning i uttrycket av YAP1.

Tidigare arbete med gnagare har visat att införande av YAP1 i vuxna hjärtan kan återaktivera regenerativ förmåga. Detta senaste fynd visar att mikrogravitation kan få vuxna mänskliga CPC:er att uttrycka YAP1, som kan få intressanta konsekvenser.

"Fokus i detta dokument låg på YAP1, speciellt eftersom det är en av nyckelaktörerna inom kardiovaskulär reparation, säger Mary Kearns-Jonker, en forskare vid avdelningen för patologi och mänsklig anatomi vid Loma Linda University School of Medicine i Kalifornien och en av tidningens författare. "YAP1 stimulerar kardiovaskulär regenerering när den är uppreglerad, eller uttryckt på en högre nivå. Nu vet vi att det uppregleras på kort sikt av mikrogravitation." Hon noterade att förändringen i YAP1-uttrycket är tillfällig. Effektens obeständighet är bra, lägger hon till, annars skulle cellerna kunna föröka sig på ett okontrollerat sätt och leda till cancer.

"YAP1 har en historia av att spela en roll i orgelutveckling och storlek, " förklarar huvudförfattaren Victor Camberos, även vid institutionen för patologi och mänsklig anatomi vid Loma Linda. "YAP1-nivåer är högre i neonatala kardiovaskulära progenitorceller, som är kända för att vara mycket effektiva för cellbaserad reparation. När neonatalperioden är över, YAP1-uttryck och cellernas effektivitet för kardiovaskulär reparation reduceras. Eftersom YAP1 är en viktig regulator för tillväxt och reparation, att tillfälligt öka dess uttryck i celler från äldre vuxna kan vara användbart terapeutiskt."

"Att inducera YAP1 genom att utsätta celler för mikrogravitation ger oss förmågan att förändra celler på ett sätt som kan gynna organreparation, " påpekar Kearns-Jonker. Forskarna höjde i själva verket uttrycket av YAP1 i celler som inte uttrycker det regelbundet och visade att detta resultat inte är permanent.

Teamets upptäckt att simulerad mikrogravitation har samma effekt som faktisk mikrogravitation är också viktig. Forskare kan enkelt komma åt prover i en klinostat jämfört med prover som kretsar omkring 250 miles över jorden. "Klinostaten emulerar tillräckligt med mikrogravitation som vi ser på rymdstationen, " säger Camberos. "Det är viktigt, eftersom inte många laboratorier har möjlighet att forska i rymden."

Lyckligtvis, vissa gör, och den möjligheten leder till lovande framsteg mot friskare hjärtan i rymden och på jorden.

En av flera studier om kardiovaskulär hälsa sponsrad av ISS National Lab, Cardiac Stem Cells-undersökningen fick en 2018 International Space Station Comelling Results Award in Biology and Medicine vid ISS Research and Development Conference.