宇宙旅行は心臓修復の鍵を握っているかもしれない

宇宙飛行士は、科学的には微小重力として知られている、実質的に無重力な環境に住んでいます。微小重力の人体への影響は、様々で魅力的です。そのうちのいくつかは有害であり、いくつかの償還です。新しい研究は、ヒト幹細胞への微小重力の影響の治療目的を発見した。

脳が収縮し、静脈が腫脹し、宇宙飛行士の顔がふわふわとしていることから、微小重力の人体への影響は魅力的です。

しかし、無重力状態はどのように心臓に影響を及ぼしますか？この重要な器官は重力の下で体全体に多くの血液を送り込む必要がないため、時間の経過とともに血管の弾力性が低下し、心臓病のリスクが高くなりがちです。

しかし、これらの否定的な結果の対抗策として、科学者は、人間の心臓に宇宙飛行の潜在的な治療効果が潜んでいることを明らかにしている。

例えば、研究は、研究室でシミュレートされた微小重力が、前駆細胞の心臓細胞に、その年齢によって異なるように作用することを示しています。前駆細胞は「分化して1種類以上の細胞を形成することができる幹細胞の早期子孫」である。

胚性マウス細胞に関する他の研究では、宇宙飛行のシミュレートが幹細胞の幹細胞および分化に影響を与え、心筋細胞により迅速に分化するのを助けることが示されている。

したがって、カリフォルニア州ローマリンダのロマリンダ大学の研究者らは、このように修飾された幹細胞が心臓修復に使用できるかどうか疑問に思っていました。

この疑問に答えるために、Jonathan Baioらは、微小重力下で起こる分子変化をシミュレートし、心臓血管前駆細胞の治療可能性を高めるためのそれらの示唆を探求した。

研究者は、その発見を刊行物の特別号に発表した

微小重力がカルシウムシグナリングを変化させる

NASAの国際宇宙ステーション（NASA International Space Station）で6〜7日間、宇宙ステーションに乗って国立実験室で12日間、新生児心筋前駆細胞を培養した。

科学者は遺伝子発現の変化を調べ、微小重力環境が「初期の心臓血管発達状態に関連する遺伝子の発現を誘導する」ことを見出した。

6〜7日後、科学者は、心筋梗塞のための幹細胞ベースの治療法を改善するために使用できるカルシウムシグナル伝達経路の変化を発見した。

30日後、Cαと呼ばれるカルシウム依存性プロテインキナーゼまたは酵素が活性化された。新生児[心臓前駆細胞]におけるカルシウム誘導の効果をさらに調べるために、研究者らは、カルシウムシグナル伝達を増加させることによって、地球上のプロテインキナーゼを活性化した。

この変化により、研究者らは、「地球上のカルシウムシグナル伝達を操作することは、細胞ベースの心臓修復のための新規治療機会を提供する」と結論づけた。

著者らが指摘しているように、虚血性心筋症の患者を治療するために心臓幹細胞を使用している、または人々が心臓発作から回復するのを助けるための早期臨床試験が既に行われている。

これらの試験の結果は有望であるが、時には細胞の移植が失敗し、科学者は移植のためにどのタイプの細胞が最良であるかについて議論している。

したがって、[微小重力]実験から地球ベースの実験への結果の応用は、心臓修復のための[心臓前駆細胞]の使用を含む現在の臨床試験の欠点を克服するのに役立つかもしれない。

Baioらは次のように結論づけている。

初期の心臓前駆細胞の正常な重力環境を描く[M]は、初期の心臓前駆細胞が発達または拡大する重要な機序を強調するであろう。このような洞察は、心血管発達をさらに理解し、幹細胞に基づく再生治療”

Graham C. Parker、Ph.D. – ミシガン州デトロイトにあるウェイン州立大学医学部に所属し、この学術誌の編集長でもあります。

彼は次のように述べています。「この論文は、宇宙および地上ベースの実験デザインを組み合わせるための重要な概念の証明を提供し、宇宙飛行とここでは地球上の両方で心臓治療の発展を知らせます。