Os corações humanos encolhem no espaço, mas os pesquisadores descobriram que os minicorações cultivados a partir de células-tronco humanas brotaram significativamente mais rápido no espaço do que em laboratórios na Terra.
Coisas estranhas acontecem aos corações dos astronautas microgravidade. Sem a sensação de subir e descer, o fluxo sanguíneo no corpo muda. Mais líquido se acumula na cabeça e, de repente, não só há menos líquido nas pernas, mas também no próprio coração. Não há necessidade de empurrar seu corpo contra a resistência gravidadeo coração encolhe, enfraquece e até muda de forma, tornando-se mais redondo.
“Por um lado, as coisas que foram feitas antes foram expostas à baixa gravidade e podem deteriorar-se e enfraquecer durante a exposição à microgravidade”, disse Sharma. “Por outro lado, você está essencialmente fazendo essas coisas do zero no espaço. A baixa gravidade pode ter facilitado o processo de produção.”
Sharma, que envia experimentos com células cardíacas para a ISS desde 2016, apresentou os resultados do último trabalho de sua equipe a bordo da ISS 46ª Reunião Anual Reunião Científica da Sociedade Internacional de Transplante de Coração e Pulmão, 25 de abril, Toronto.
Nos últimos cinco anos, os pesquisadores aprenderam como fazer humanos células-tronco Crescem e se transformam em organoides cardíacos humanos – corações essencialmente primitivos compostos de aglomerados auto-organizados de células cardíacas – que começam a se comportar como corações reais. As células-tronco são células universais encontradas em fetos humanos que podem se transformar em qualquer tipo de célula humana à medida que o corpo do bebê se desenvolve. As células-tronco também podem ser submetidas a engenharia reversa em laboratório a partir da pele adulta ou de células sanguíneas. Ao adicionar as proteínas certas no momento certo, essas células-tronco podem se transformar em organoides cardíacos tridimensionais pulsantes no laboratório em apenas algumas semanas.
Para fazer esses minicorações em escala, os pesquisadores usaram biorreatores que simulam efetivamente a microgravidade, disse Sharma.
“Usamos coisas chamadas biorreatores de suspensão, que forçam (as células do coração) a flutuar”, disse Sharma. “As células gostam de crescer dessa maneira. Mas para forçá-las a suspender, geralmente é preciso girá-las e introduzir algum tipo de força que as células possam sentir. E elas não gostam de ficar agitadas dessa maneira o tempo todo.”
No espaço, porém, a flutuação acontece naturalmente, sem quaisquer movimentos desconfortáveis. As células parecem gostar disso.
“Estamos vendo um aumento significativo na produção de organoides”, disse Sharma. No entanto, ele se recusou a especificar quantos organoides cardíacos o experimento espacial produziu em comparação com os reatores baseados na Terra porque os resultados ainda não foram publicados.
“Posso dizer que a escala de produção é muito impressionante”, disse ele. “Quantos organoides podemos fazer desta forma?”
Lançar coisas no espaço é obviamente caro, mas Sharma acha que, no futuro, organoides ou tecido cardíaco Impressão 3D espacial Pode ser usado para ajudar pacientes com danos cardíacos que aguardam um transplante de coração.
Sharma disse que o protótipo de coração desenvolvido no espaço ainda não foi usado em pacientes humanos e não há planos para realizar nenhum teste neste momento. Os pesquisadores estão atualmente testando adesivos de músculo cardíaco feitos de células-tronco humanas produzidas pela bioengenharia Terra Facilite a vida de pessoas com corações danificados. O coração humano não consegue reparar músculos quebrados sozinho, por isso precisa de ajuda externa. Com base nas últimas descobertas, Sharma acredita que os patches e organóides feitos no espaço podem ser de qualidade superior.
“Ambientes de microgravidade têm o potencial de produzir manchas mais espessas e resistentes, com menor probabilidade de entrar em colapso sob a gravidade quando trazidas de volta à Terra”, disse ele.
De acordo com os regulamentos, pode levar anos até que minicorações cultivados no espaço entrem em testes em humanos. Sharma acredita que esses organoides serão usados primeiro para testar novos medicamentos para doenças cardíacas.
A doença cardíaca é uma principal causa de morte prematura mundialmente. Milhões de pessoas morrem de doenças cardíacas todos os anos em todo o mundo. A terapia com células-tronco para regenerar o músculo cardíaco danificado é um dos tratamentos inovadores mais promissores atualmente disponíveis.
A equipe de Sharma planeja enviar mais experimentos com células cardíacas para a estação espacial SpaceX CRS-35 da NASA A missão de abastecimento está prevista para começar não antes de agosto.
