Исследователи из Университета Джона Хопкинса сотрудничают с НАСА, чтобы уже в марте отправить в космос образцы «ткани на чипе» человеческого сердца. Проект предназначен для мониторинга ткани на предмет изменения митохондрий клеток сердечной мышцы (их питания) и способности сокращаться в условиях низкой гравитации.
Образцы тканей будут запущены в космос на борту SpaceX CRS-27, миссии по снабжению Международной космической станции, старт которой намечен не ранее вторника, 14 марта, в Космическом центре НАСА имени Кеннеди во Флориде.
Астронавты на борту во время миссии также введут в образцы три одобренных Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) лекарства, чтобы предотвратить известные или предполагаемые изменения клеток сердца во время длительных космических полетов.
«Возможно, то, что мы узнаем из этих экспериментов в космосе, может также помочь нам лечить возрастные проблемы с сердцем», — говорит Деок-Хо Ким, доктор философии, профессор биомедицинской инженерии в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса, потому что многие клеточные изменения сердца, уже обнаруженные у космонавтов, имитируют изменения, связанные со старением сердечной мышцы в целом.
Чтобы разработать микроинженерную ткань человеческого сердца на чипе, исследователи начинают с индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток, выращенных в лаборатории. Такие клетки способны развиваться почти в любой тип клеток, и их биологически уговаривают превратиться в бьющиеся человеческие кардиомиоциты, мышечные клетки , которые заставляют сердце сокращаться.
Группы кардиомиоцитов образуют ткань, которую можно натянуть между двумя стойками, одной гибкой и одной жесткой. Гибкий штифт имеет встроенный магнит и при размещении над датчиками позволяет собирать информацию о сокращении тканей. Камера, в которой находится ткань, герметизирована, чтобы жидкие среды, питающие ткань, не уплыли в космос. Затем эти тканевые камеры загружаются в так называемые пластинчатые среды обитания с магнитными датчиками, расположенными под тканью. Экспериментальная полезная нагрузка состоит из двух таких пластинчатых мест обитания, которые имеют размеры около 7 дюймов в длину, 5 дюймов в высоту и 4 дюйма в ширину.
Ким, его предыдущий постдокторский исследователь Джонатан Цуй и его докторант Девин Мэйр ранее отправили сердечную ткань в космос в марте 2020 года. Эти эксперименты, представленные на Ежегодном собрании Международного общества тканевой инженерии и регенеративной медицины в Америке в 2022 году, показали, что микрогравитация в космосе изменилась. митохондрии клеток и способность тканей сокращаться.
В новых экспериментах с микроинженерными тканями человеческого сердца на чипе ученые сосредоточатся на белках, активируемых во время воспаления тканей и митохондриальной дисфункции.
Астронавты на борту космической станции также проверят, может ли какое-либо из трех лекарств предотвратить проблемы, ожидаемые в клетках сердца, находящихся в космосе.
