Введение

Космические исследования продолжает удивлять ученых и медиков тем, как условия в микрогравитации влияют на биологические процессы. Одно из самых интересных открытий касается роста искусственных сердец, созданных из человеческих стволовых клеток. Новое исследование показало, что такие мини-сердца развиваются гораздо лучше именно в условиях космоса, чем на Земле.

Изменения в сердце астронавтов

Сердце человека подвергается значительным изменениям в условиях микрогравитации. Без привычного ощущения «вверх-вниз» кровоток в организме изменяется. Большая часть жидкости скапливается в голове, в то время как ее количество в ногах и самом сердце уменьшается. Из-за отсутствия сопротивления гравитации сердце ослабевает, уменьшается в размере и даже изменяет свою форму, становясь более округлым.

Исследования показывают, что даже сердечные мышцы, отправленные в космос в лабораторных условиях, теряют свою функциональность. У них снижается способность сокращаться, а метаболизм меняется. Однако, когда ученые начали выращивать мини-сердца из стволовых клеток на Международной Космической Станции (МКС), они обнаружили, что процесс идет значительно быстрее и эффективнее, чем на Земле.

Исследования в космосе

Арун Шарма, директор Центра космической медицины при больнице Седарс-Синай в Лос-Анджелесе, делится своими наблюдениями: «С одной стороны, мы имеем дело с клетками, которые уже созданы и подвергаются воздействию низкой гравитации, что может привести к их ухудшению. С другой стороны, мы создаем новые клетки с нуля в космосе, и, возможно, низкая гравитация способствует этому процессу».

Шарма ведет свои исследования с 2016 года и недавно представил результаты своей работы на 46-й ежегодной встрече Международного общества трансплантации сердца и легких в Торонто. В течение последних пятидесяти лет ученые научились превращать человеческие стволовые клетки в органоиды сердца — своего рода протосердца, которые начинают функционировать как реальные сердца.

Процесс создания мини-сердец

Для массового производства таких мини-сердец Шарма и его команда используют биореакторы, которые имитируют условия микрогравитации. «Мы используем биореакторы с суспензией, которые заставляют сердечные клетки плавать», — объясняет он. «Клетки любят расти в таких условиях, но для этого нужно создавать определенные условия, которые могут быть некомфортными для них».

В космосе же клетки плавают естественным образом, и это, похоже, им нравится. «Мы наблюдаем значительное увеличение производства органоидов», — отмечает Шарма, хотя он не может раскрыть точные данные, так как результаты еще не опубликованы.

Будущее сердечно-сосудистой медицины

Несмотря на высокие затраты, связанные с запуском материалов в космос, ученый считает, что в будущем органоиды или сердечные ткани, напечатанные в космосе, могут помочь пациентам с повреждением сердца, ожидающим трансплантации. Хотя космически выращенные протосердца еще не использовались в человеческой практике, Шарма надеется, что в будущем они смогут помочь в испытаниях новых лекарств от сердечно-сосудистых заболеваний.

Заключение

Сердечно-сосудистые заболевания остаются одной из основных причин преждевременной смерти по всему миру. Миллионы людей ежегодно умирают от болезней сердца. Терапии на основе стволовых клеток, которые восстанавливают поврежденные сердечные мышцы, являются одними из наиболее перспективных методов лечения. Исследования Шарма продолжаются, и в ближайшие годы мы можем ожидать новых открытий, которые изменят подход к лечению сердечно-сосудистых заболеваний.