Il volo spaziale cambia molto del corpo umano, compreso come funziona il cuore e come si comportano le cellule che creano il tessuto cardiaco. Gli scienziati che studiano questi cambiamenti sulla Stazione Spaziale Internazionale continuano a riportare importanti scoperte.

Per l'indagine sulle cellule staminali cardiache, ricercatori hanno coltivato cellule staminali del cuore umano, o cellule progenitrici cardiovascolari (CPC), a bordo della stazione spaziale. Queste cellule cardiache immature possono svilupparsi in diversi tipi di cellule cardiovascolari e produrne un numero maggiore.

L'indagine ha dimostrato che il volo spaziale influisce sulla comunicazione all'interno e tra le cellule, sviluppo cellulare e proprietà delle cellule staminali centrali, come riportato in due paper pubblicati nel 2018, uno sul diario npj Microgravità e un altro in Cellule staminali e sviluppo .

I ricercatori hanno recentemente presentato nuovi studi in un articolo correlato che ha confrontato la via di segnalazione dell'ippopotamo nei CPC coltivati ​​sulla stazione spaziale con le stesse cellule coltivate in un clinostato, che simula le condizioni di microgravità sulla Terra. La via di segnalazione dell'ippopotamo, necessario per lo sviluppo cardiaco, è normalmente attivo negli adulti e inattiva le proteine ​​associate al sì, o YAP1. YAP1 regola la sopravvivenza cellulare e aumenta il numero di cellule, così inattivando riduce la proliferazione cellulare. Quando il percorso dell'ippopotamo è inibito o inattivo, anche se, YAP1 diventa attivo, con conseguente più cellule progenitrici e possibile crescita di organi. Questo articolo riporta che le cellule adulte nello spazio e nel clinostatico hanno mostrato un aumento dell'espressione di YAP1.

Il lavoro precedente sui roditori ha dimostrato che l'introduzione di YAP1 nei cuori degli adulti può riattivare la capacità rigenerativa. Questa scoperta più recente mostra che la microgravità può indurre i CPC umani adulti a esprimere YAP1, che potrebbe avere risvolti interessanti.

"Il focus di questo documento era su YAP1 in particolare perché è uno degli attori chiave nella riparazione cardiovascolare, "dice Mary Kearns-Jonker, ricercatore presso il Dipartimento di Patologia e Anatomia Umana della Loma Linda University School of Medicine in California e uno degli autori dell'articolo. "YAP1 stimola la rigenerazione cardiovascolare quando è sovraregolato, o espresso a un livello superiore. Ora sappiamo che è sovraregolato a breve termine dalla microgravità." Ha notato che il cambiamento nell'espressione di YAP1 è temporaneo. L'impermanenza dell'effetto è una buona cosa, lei aggiunge, altrimenti le cellule potrebbero proliferare in modo incontrollato e portare a tumori.

"YAP1 ha una storia di avere un ruolo nello sviluppo e nelle dimensioni degli organi, " spiega l'autore principale Victor Camberos, anche nel Dipartimento di Patologia e Anatomia Umana a Loma Linda. "I livelli di YAP1 sono più alti nelle cellule progenitrici cardiovascolari neonatali, che sono noti per essere molto efficaci per la riparazione cellulare. Una volta terminato il periodo neonatale, L'espressione di YAP1 e l'efficacia delle cellule per la riparazione cardiovascolare sono ridotte. Poiché YAP1 è un importante regolatore della crescita e della riparazione, aumentare temporaneamente la sua espressione nelle cellule degli anziani potrebbe essere utile dal punto di vista terapeutico".

"Indurre YAP1 esponendo le cellule alla microgravità ci dà la capacità di alterare le cellule in un modo che può favorire la riparazione degli organi, “ precisa Kearns-Jonker. I ricercatori in effetti hanno aumentato l'espressione di YAP1 nelle cellule che non la esprimono regolarmente e hanno dimostrato che questo esito non è permanente.

Anche la scoperta del team che la microgravità simulata ha lo stesso effetto della microgravità reale è importante. I ricercatori possono accedere facilmente ai campioni in un clinostato rispetto ai campioni in orbita a circa 250 miglia sopra la Terra. "Il clinostato emula sufficientemente la microgravità che vediamo sulla stazione spaziale, " dice Camberos. "Questo è significativo, perché non molti laboratori hanno l'opportunità di fare ricerca nello spazio".

Fortunatamente, Alcuni lo fanno, e questa opportunità sta portando a promettenti progressi verso cuori più sani nello spazio e sulla Terra.

Uno dei numerosi studi relativi alla salute cardiovascolare sponsorizzati dall'ISS National Lab, l'indagine sulle cellule staminali cardiache ha ricevuto un premio Compelling Results Award 2018 della Stazione Spaziale Internazionale in Biologia e Medicina alla Conferenza di Ricerca e Sviluppo della ISS.