心脏组织前往太空以帮助研究衰老和长途太空飞行的影响

2023-03-08 09:08:23冷酷的灯泡

约翰霍普金斯大学医学院的研究人员正与 NASA 合作,最早将于 3 月将人类心脏“芯片组织”标本送入太空。该项目旨在监测组织中心肌细胞线粒体(它们的电源)的变化以及在低重力条件下收缩的能力。

心脏组织前往太空以帮助研究衰老和长途太空飞行的影响

这些组织样本将通过 SpaceX CRS-27 发射到太空,这是一项对国际空间站的补给任务,计划于 3 月 14 日星期二在佛罗里达州的宇航局肯尼迪航天中心升空。

执行任务期间在船上的宇航员还将向样本中加入三种 FDA 批准的药物,以防止长期太空飞行中已知或怀疑发生的心脏细胞变化。

“我们从这些太空实验中学到的东西也可能会告诉我们如何治疗与年龄相关的心脏问题,” Deok-Ho Kim 博士说。,约翰霍普金斯大学医学院生物医学工程教授,因为已经在太空探索者中检测到的许多心脏细胞变化模仿了与一般心肌老化相关的变化。

为了开发微工程人体心脏组织芯片,​​研究人员从实验室培养的人类诱导多能干细胞开始。这些细胞能够发育成几乎任何类型的细胞,并且在生物学上被诱导发育成跳动的人类心肌细胞,即使心脏收缩的肌肉细胞。

成群的心肌细胞形成的组织可以串在两根柱子之间,一根是软的,一根是硬的。柔性柱有一个嵌入式磁铁,当放置在传感器上时,可以收集有关组织收缩的信息。封闭组织的腔室是密封的,因此供给组织的液体介质不会漂浮在太空中。然后将这些组织室装入所谓的板栖息地,磁传感器位于组织下方。实验有效载荷由两个这样的板块栖息地组成,长约 7 英寸,高 5 英寸,宽 4 英寸。

Kim、他之前的博士后研究员 Jonathan Tsui 和他的博士生 Devin Mair曾于2020 年 3 月将心脏组织送入太空。这些在组织工程和再生医学国际学会-美洲 2022 年年会上展示的实验表明,太空中的微重力改变了细胞的线粒体和组织的收缩能力。

在用他们的微工程人体心脏组织芯片进行的新实验中,科学家们将专注于组织炎症和线粒体功能障碍期间激活的蛋白质。

空间站上的宇航员还将测试三种药物中的任何一种是否可以避免太空心脏细胞出现的预期问题。

该研究的资金由国立卫生研究院 (UH3TR003519) 提供。

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