Du hành vũ trụ có thể giữ chìa khóa để chữa bệnh tim
Các phi hành gia sống trong một môi trường thực tế không trọng lượng, được khoa học gọi là vi trọng lực. Tác động của vi trọng lực lên cơ thể con người rất đa dạng và hấp dẫn - một số tác động gây tổn hại, một số tác động trở lại. Nghiên cứu mới tìm ra mục đích điều trị cho tác động của vi trọng lực lên tế bào gốc của con người.
Từ bộ não chuyển động lên đến cơ bắp co lại, tĩnh mạch sưng lên và khuôn mặt của các phi hành gia trở nên sưng húp, tác động của vi trọng lực lên cơ thể con người thật hấp dẫn.
Nhưng điều kiện không trọng lượng ảnh hưởng đến tim như thế nào? Vì cơ quan quan trọng này không cần phải bơm nhiều máu khắp cơ thể như khi chịu trọng lực, nên theo thời gian, các mạch máu có xu hướng trở nên kém đàn hồi và dày hơn, làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim.
Tuy nhiên, để đối lập với những hậu quả tiêu cực này, các nhà khoa học đang phát hiện ra ngày càng nhiều tác dụng điều trị tiềm tàng của máy bay vũ trụ đối với trái tim con người.
Ví dụ, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng vi trọng lực được mô phỏng trong phòng thí nghiệm ảnh hưởng đến các tế bào tim tiền thân khác nhau tùy thuộc vào độ tuổi của chúng. Tế bào tiền thân là "hậu duệ ban đầu của tế bào gốc có thể biệt hóa để tạo thành một hoặc nhiều loại tế bào."
Các nghiên cứu khác trên tế bào phôi chuột đã chỉ ra rằng việc mô phỏng ánh sáng vũ trụ ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và biệt hóa của tế bào gốc, giúp chúng biệt hóa nhanh hơn thành tế bào cơ tim.
Vì vậy, các nhà nghiên cứu từ Đại học Loma Linda ở Loma Linda, CA, đã tự hỏi liệu các tế bào gốc đã được biến đổi như vậy có thể được sử dụng để sửa chữa tim hay không.
Để trả lời câu hỏi này, Jonathan Baio và các đồng nghiệp đã mô phỏng những thay đổi phân tử sẽ xảy ra trong điều kiện vi trọng lực và khám phá ý nghĩa của chúng trong việc thúc đẩy tiềm năng điều trị của các tế bào tiền thân tim mạch.
Các nhà nghiên cứu đã công bố phát hiện của họ trong một số đặc biệt của tạp chí Tế bào gốc và sự phát triển.
Vi trọng lực thay đổi tín hiệu canxi
Baio và nhóm đã mô phỏng vi trọng lực trong 6-7 ngày trên Trạm Vũ trụ Quốc tế của NASA và nuôi cấy các tế bào tiền thân của tim trẻ sơ sinh trong 12 ngày trong Phòng thí nghiệm Quốc gia trên trạm vũ trụ.
Các nhà khoa học đã tìm kiếm những thay đổi trong biểu hiện gen và nhận thấy rằng môi trường vi trọng lực “gây ra sự biểu hiện của các gen thường liên quan đến trạng thái phát triển tim mạch sớm hơn”.
Sau 6-7 ngày, các nhà khoa học đã tìm thấy những thay đổi trong đường dẫn truyền tín hiệu canxi, theo họ, có thể được sử dụng để cải thiện các liệu pháp dựa trên tế bào gốc để phục hồi tim.
Sau 30 ngày, một protein kinase phụ thuộc canxi, hay còn gọi là enzyme, được gọi là C alpha được kích hoạt. Để tiếp tục “khám phá tác động của cảm ứng canxi trong [tế bào tiền thân của tim] sơ sinh,” các nhà nghiên cứu đã kích hoạt protein kinase trên Trái đất bằng cách tăng tín hiệu canxi.
Những thay đổi được ghi nhận đã khiến các nhà nghiên cứu kết luận rằng “điều khiển tín hiệu canxi trên Trái đất [mang lại] một cơ hội điều trị mới để sửa chữa tim dựa trên tế bào.”
Những phát hiện có ý nghĩa gì đối với việc sửa chữa tim
Như các tác giả lưu ý, đã có những thử nghiệm lâm sàng giai đoạn đầu đang sử dụng tế bào gốc tim để điều trị bệnh nhân cơ tim thiếu máu cục bộ hoặc để giúp mọi người phục hồi sau cơn đau tim.
Mặc dù kết quả của những thử nghiệm này đầy hứa hẹn, nhưng đôi khi quá trình ghép tế bào không thành công và các nhà khoa học vẫn đang tranh luận về loại tế bào nào là tốt nhất cho việc cấy ghép.
Các tác giả viết: “Do đó, việc áp dụng các phát hiện từ thí nghiệm [vi trọng lực] vào các thí nghiệm trên Trái đất có thể giúp khắc phục những thiếu sót của các thử nghiệm lâm sàng liên quan đến việc sử dụng [tế bào tiền thân của tim] để sửa chữa tim.
Baio và các đồng nghiệp kết luận:
“[M] điều chỉnh lại môi trường trọng lực bình thường của [tế bào tiền thân của tim] sớm có thể làm nổi bật các cơ chế quan trọng mà qua đó các tế bào tiền thân của tim sớm phát triển hoặc mở rộng. Những hiểu biết như vậy có thể được áp dụng để hiểu sâu hơn về sự phát triển tim mạch và nâng cao kết quả của các liệu pháp tái tạo dựa trên tế bào gốc. ”
Graham C. Parker, Ph.D. - người có liên kết với Trường Đại học Y khoa Wayne State ở Detroit, MI, và là Tổng biên tập của tạp chí Tế bào gốc và sự phát triển - cũng bình luận về những phát hiện.
Ông nói, "Bài báo này cung cấp một bằng chứng quan trọng về khái niệm kết hợp thiết kế thí nghiệm trên không gian và trên mặt đất, đồng thời cung cấp thông tin về sự phát triển điều trị tim mạch cho cả tàu bay vũ trụ và ở đây trên Trái đất."
