Nowe odkrycie. Komórki macierzyste tracą funkcje w warunkach kosmicznych

Komórki macierzyste znajdują się w całym organizmie i mogą się rozmnażać lub przekształcać w inne wyspecjalizowane komórki w celu konserwacji i naprawy. Nowe badanie ujawniło jednak, że loty kosmiczne powodują szybsze ich starzenie się w ludzkim organizmie. Odkrycie to pogłębia wiedzę naukowców na temat potencjalnego wpływu eksploracji kosmosu na człowieka.

- W kosmosie komórki macierzyste tracą swoją funkcję - powiedziała główna autorka badania, Catriona Jamieson. - Zmniejszają swoją zdolność do samoodnawiania się, a to ważna informacja, którą należy znać w kontekście długoterminowych misji kosmicznych.

NASA częściowo finansowała to badanie. Przeprowadzono je podczas czterech misji zaopatrzeniowych Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS), które SpaceX realizowało od końca 2021 roku do początku 2023 roku.

- To pierwsze badanie, które przygląda się zachowaniu komórek macierzystych w kosmosie, na niskiej orbicie okołoziemskiej, w czasie rzeczywistym - dodała Jamieson. - Ważne jest, aby badać zdrowie komórek i sprawdzić, kto będzie w stanie wytrzymać trudy kosmosu.

Jej zdaniem tego rodzaju badania mogą mieć bezpośredni wpływ na zdrowie astronautów, którzy przygotowują się do podróży kosmicznej.

Naukowcy przeanalizowali komórki macierzyste szpiku kostnego pobrane od pacjentów poddawanych operacji endoprotezoplastyki stawu biodrowego. Umieszczono je na sterylnej matrycy gąbczastej, zamontowanej w specjalnie opracowanych bioreaktorach wielkości telefonu komórkowego. Na pokładzie ISS komórki były stale monitorowane przez system sztucznej inteligencji, który badał je w czasie rzeczywistym.

- Nasze komórki macierzyste powinny być uśpione (nieaktywne) przez 80% czasu, aby zachować pełną funkcjonalność - wyjaśniła Jamieson.

Tymczasem komórki w kosmosie obudziły się i już nie zasnęły - ich funkcje zostały wyczerpane.

- Jeśli nasze komórki macierzyste ulegną wyczerpaniu w warunkach stresu, takich jak mikrograwitacja, nie będą w stanie wytworzyć prawidłowego układu odpornościowego - zawyrokowała autorka.

Komórki podczas lotu zaczęły aktywować normalnie ukryte fragmenty DNA zwane "ciemnym genomem". Jest to duża część ludzkiego genomu, która nie koduje białek, a jej funkcje są wciąż słabo poznane. W wyniku dużego stresu komórki zaczęły przeżywać kryzys i zbyt szybko się starzały.

Według autorki można by przewidywać, kto najprawdopodobniej poradzi sobie dobrze w kosmosie, a kto raczej źle. Dobrą wiadomością jest to, że komórki macierzyste są w stanie się zregenerować po powrocie na Ziemię, chociaż trwa to około roku.

Badanie może mieć także korzystny wpływ na pacjentów onkologicznych, u których obserwuje się podobne uszkodzenia komórek macierzystych związane ze stresem.

- Myślę, że to dla nas ważne narzędzie, które pozwoli nam przyśpieszyć tempo badań nad rakiem - podsumowała Jamieson.

Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Cell Stem Cell.