Cercetătorii de la Sanford Stem Cell Institute, parte a Universității din California, San Diego, au descoperit că zborul spațial accelerează îmbătrânirea celulelor stem (HSPC), esențiale pentru sănătatea sângelui și a sistemului imunitar, anunță Phys.org.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Studiul, publicat în revista Cell Stem Cell, a folosit sisteme automate de urmărire a celulelor stem bazate pe inteligență artificială, integrate în nanobioreactoare, în cadrul a patru misiuni SpaceX Commercial Resupply Services către Stația Spațială Internațională (ISS), pentru a monitoriza modificările celulelor în timp real.
Rezultatele au arătat că aceste celule și-au pierdut o parte din capacitatea de a produce celule noi sănătoase, au devenit mai predispuse la deteriorări ale ADN-ului și au prezentat semne de îmbătrânire accelerată la capetele cromozomilor.
Spațiul, testul suprem pentru corpul uman
„Spațiul este testul suprem pentru corpul uman”, a declarat dr. Catriona Jamieson, director al Sanford Stem Cell Institute. „Aceste descoperiri arată că factorii de stres din spațiu, precum microgravitația și radiațiile cosmice, pot accelera îmbătrânirea moleculară a celulelor stem sanguine. Înțelegerea acestor schimbări nu doar că ajută la protejarea astronauților în misiuni de durată lungă, dar ne permite și să modelăm îmbătrânirea umană și bolile precum cancerul aici pe Pământ”.
De la studiile NASA la mecanisme moleculare detaliate
Cercetarea se bazează pe studii anterioare ale NASA, cum ar fi NASA Twins Study, unde astronautul Scott Kelly a petrecut aproape un an la bordul ISS, iar schimbările genetice, fiziologice precum și cele din microbiomul său au fost comparate cu cele ale fratelui său geamăn de pe Pământ. Studiul UC San Diego a extins aceste descoperiri, fapt ce a oferit o analiză detaliată a modului în care spațiul declanșează îmbătrânirea moleculară, vizibilă direct la nivelul celulelor stem.
Pentru a realiza studiul, cercetătorii au dezvoltat o platformă inovatoare de tip „nanobioreactor”, care a permis culturii celulelor stem în spațiu și monitorizarea lor cu instrumente de imagistică bazate pe AI.
Cum reacționează celulele la condițiile din spațiu
Celulele expuse la 32–45 de zile de zbor spațial au prezentat semne clare de îmbătrânire. Ele au devenit mai active decât normal, consumându-și rezervele și pierzând capacitatea de a se odihni și regenera, ceea ce reduce abilitatea lor de a produce celule noi sănătoase.
De asemenea, s-au observat semne de deteriorare a ADN-ului, scurtarea telomerilor, inflamație și stres în mitocondrii, precum și activarea unor secțiuni ale genomului care în mod normal rămân inactive pentru a menține stabilitatea celulară.
Totuși, când celulele au fost ulterior plasate într-un mediu sănătos, unele dintre daunele provocate de condițiile spațiale au început să se inverseze, ceea ce sugerează că este posibilă reîntinerirea celulelor îmbătrânite cu intervențiile potrivite.
Implicații pentru astronauți și pentru înțelegerea îmbătrânirii
Aceste descoperiri nu au impact doar asupra sănătății astronauților, ci și asupra înțelegerii mecanismelor îmbătrânirii și a bolilor asociate vârstei, precum cancerul. Ele subliniază necesitatea dezvoltării de contramăsuri pentru protejarea funcției celulelor stem în misiuni spațiale extinse și a markerilor biologici pentru detectarea timpurie a îmbătrânirii induse de stres.
Echipa de cercetare intenționează să continue studiul prin misiuni suplimentare pe ISS și cercetări cu astronauți, urmând să se concentreze pe monitorizarea în timp real a modificărilor moleculare și a posibilelor contramăsuri farmacologice sau genetice pentru protecția sănătății umane în spațiu și pe Pământ.
„Experimentele spațiale sunt atât de complexe încât te obligă să faci o știință mai bună pe Pământ. Ceea ce am învățat despre cancer din studiile noastre în spațiu este absolut remarcabil”, a concluzionat dr. Jamieson.
