اسپیس‌‌اکس تراشه‌هایی از قلب انسان را به ایستگاه فضایی برد

کارگوشیپ دراگون اسپیس اکس عصر سه‌شنبه چهاردهم مارس، برای انتقال حدود دو هزار و ۸۶۰ کیلوگرم محموله به ایستگاه فضایی بین‌المللی به فضا پرتاب شد. به گزارش لایوساینس، در میان ابزارها و وسایل گوناگون این محموله فضایی از جمله تجهیزات پیاده‌روی فضایی، تجهیزات مکانیکی و میوه‌های تازه برای سرنشینان این ایستگاه، چند دستگاه کوچک شامل نمونه‌های عجیب نیز وجود دارد. از جمله بافت قلب تپنده انسان!

این بافت برای استفاده در دو آزمایش علمی به نام‌های کاردینال‌هارت ۲.۰ و بافت‌های مهندسی‌شده‌ قلب ۲ به کار گرفته خواهند شد که در جریان آن‌ها، آزمایش می‌شود آیا داروهای موجود می‌توانند به جلوگیری یا جبران عوارض منفی پروازهای فضایی بر قلب کمک کنند یا نه.

پژوهش‌ها حاکی از آن‌اند که پرواز فضایی ممکن است قلب را کوچک و منقبض کند زیرا در شرایط ریزگرانش، ماهیچه‌های قلب برای پمپاژ خون به قسمت‌های بالایی بدن کار چندان سختی در پیش ندارند. افزون بر این، بنا به گفته ناسا، قلب ممکن است تحت تاثیر ریزگرانش تغییر شکل دهد زیرا خون به سمت بالا و از پاها و شکم به سمت سر و تنه حرکت می‌کند و سبب تورم قلب می‌شود.

تحقیقات نشان می‌دهند که قلب طی پرواز فضایی دچار تغییرات سلولی مرتبط با افزایش سن هم می‌شود. 

دیوید مایر، دانشجوی دوره دکترا دانشگاه جانز هاپکینز که در پروژه بافت‌های مهندسی‌شده قلب ۲ مشارکت دارد، در نشست خبری روز سه‌شنبه ناسا گفت: از این رو این پژوهش نه تنها برای اکتشاف‌های فضایی آینده مهم است، بلکه می‌تواند به درمان‌های بهتر برای اختلال عملکرد قلب و بیماری‌های مرتبط با سن روی زمین هم منجر شود.

به گفته ناسا، این آزمایش‌ها بخشی از نوآوری‌های مرتبط با تراشه‌های بافتی در فضا است و به عبارتی، پروژه مشترک موسسه ملی بهداشت و آزمایشگاه ملی ایستگاه فضایی بین‌المللی است که با هدف بررسی آثار پرواز فضایی و ریزگرانش بر بدن انسان انجام می‌شود.

آزمایش بافت‌های مهندسی‌شده قلب-۲ شامل دو دستگاه است که ماهیچه‌های کاردیاک‌ــ سلول‌های ماهیچه قلب را که منقبض می‌شوند‌ــ در محفظه‌های کوچک پر از مایع حمل می‌کنند.

سلول‌های ماهیچه‌ای از سلول‌های بنیادی ایجاد شده و رشد کرده‌اند و در آزمایشگاه به اشکال سه‌بعدی درآورده شده‌اند. این سلول‌ها سپس در هر محفظه بین دو پایه قرار داده شده‌اند؛ چیزی شبیه نحوه آویزان شدن تورهای تنیس میان یک جفت تیر. یک تیر حاوی آهنربایی است که با هر بار انقباض سلول‌های ماهیچه‌ای منقبض، حرکت می‌کند. یک حسگر حرکت آهنربا را ردیابی می‌کند و به پژوهشگران این امکان را می‌دهد تا انقباض‌های ماهیچه‌ای را به طور آنی و لحظه‌ای بررسی کنند.

مایر در نشست خبری ناسا گفت که او و همکارانش پیش از این در ماه مارس ۲۰۲۰ بافت قلب را به فضا فرستاده و در جریان آن آزمایش، نشانه‌هایی از اختلال در عملکرد میتوکندری سلول‌ها را مشاهده کرده بودند. میتوکندری‌ها انرژی سلول‌ها را تامین می‌کنند و از این رو سوخت پمپاژ قلب را فراهم می‌کنند و اختلال عملکرد آن‌ها با انواع مشکلات قلبی از جمله ضربان قلب نامنظم و نارسایی قلبی مرتبط است.

نیکولتا لانسه در مقاله لایوساینس به این موضوع هم اشاره می‌کند که مایر و همکارانش طی این آزمایش در ایستگاه فضایی بین‌المللی به بررسی اختلال عملکرد میتوکندری و همچنین آزمایش چند داروی موجود ادامه خواهند داد تا ببینند آیا این داروها از بروز مشکلات جلوگیری یا آثار منفی آن را جبران می‌کنند یا نه.

مایر در ایمیلی به لایوساینس اعلام کرد که این داروها به طور خاص اختلال عملکرد میتوکندری و سازوکارهای بالادستی را که موجب این اختلال می‌شوند، هدف قرار می‌دهند.

آزمایش کاردینال‌هارت ۲.۰ نیز به طور مشابه، از توده‌های کوچک و سه‌بعدی بافت قلب به نام اندام‌واره‌های قلب استفاده می‌کند تا این موضوع را آزمایش کند که آیا داروهای تاییدشده کنونی قادرند از سلول‌های قلب در برابر تنش‌های حاصل از ریزگرانش محافظت کنند یا خیر.

دیلیپ توماس، پژوهشگر دوره پسادکترا در موسسه قلب و عروق استنفورد که در این پروژه تحقیقاتی مشارکت دارد، گفت که این اندام‌واره‌ها پیش از پرتاب دراگون با هدف جلوگیری از ایجاد پیامدهای منفی ریزگرانش درمان می‌شوند تا از تبعات منفی ریزگرانش بر آن‌ها جلوگیری شود. به گفته او، این داروها عبارت‌اند از یک استاتین و یک داروی ضد فشار خون که از آن‌ها برای درمان نارسایی قلبی استفاده می‌شود.

اندام‌واره‌ها یا ارگانوئیدها که از سلول‌های بنیادی رشد می‌کنند، مدل‌های کوچکی از قلب‌های کامل‌اند که ویژگی‌های اصلی ساختار و عملکرد اندام را تقلید می‌کنند. آن‌ها شامل کاردیومیوسیت‌ها و همچنین سلول‌هایی‌اند که داربست فیزیکی ماهیچه‌های قلب (فیبروبلاست‌های قلب) و رگ‌های خونی (سلول‌های اندوتلیال) را فراهم می‌کنند.

فضاپیمای دراگون اسپیس‌اکس عصر سه‌شنبه از مرکز فضایی کندی در فلوریدا به فضا پرتاب شد.