خبر کامل
کشف بی‌سابقه: رشد سریع‌تر قلب‌های کوچک انسانی در محیط بی‌وزنی فضا
کشف شگفت‌انگیز: رشد سریع‌تر قلب‌های کوچک انسانی در فضا
در حالی که قلب فضانوردان در شرایط بی‌وزنی دچار تغییرات و کوچک شدن می‌شود، تحقیقات جدید نشان می‌دهد که قلب‌های کوچک انسانی که از سلول‌های بنیادی در فضا پرورش می‌یابند، به طور قابل توجهی سریع‌تر و با سهولت بیشتری نسبت به آزمایشگاه‌های زمینی رشد می‌کنند. این یافته می‌تواند افق‌های جدیدی را در درمان بیماری‌های قلبی بگشاید.
تأثیر بی‌وزنی بر قلب انسان
بدن انسان در محیط بی‌وزنی واکنش‌های متفاوتی از خود نشان می‌دهد. در فضا، به دلیل عدم وجود گرانش، جریان خون در بدن تغییر کرده و مایعات بیشتری در ناحیه سر جمع می‌شوند. این پدیده منجر به کاهش حجم خون در پاها و حتی خود قلب می‌شود. قلب که دیگر نیازی به مقابله با مقاومت گرانشی ندارد، به تدریج کوچک و ضعیف شده و حتی شکل آن دایره‌ای‌تر می‌شود.
حتی سلول‌های ماهیچه قلب که در ظروف پتری به ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) منتقل می‌شوند، دچار زوال می‌شوند؛ توانایی انقباض آن‌ها کاهش یافته و متابولیسمشان تغییر می‌کند.
رشد قلب‌های کوچک در ایستگاه فضایی بین‌المللی
آرون شارما، مدیر مرکز تحقیقات پزشکی فضایی در بیمارستان سیدارس-سینای لس‌آنجلس، در یافته‌های اخیر خود که در چهل و ششمین نشست سالانه انجمن بین‌المللی پیوند قلب و ریه در تورنتو ارائه شد، اعلام کرد که محققان توانسته‌اند قلب‌های کوچک انسانی را از سلول‌های بنیادی در ایستگاه فضایی بین‌المللی با سهولت و در مقادیر بیشتری تولید کنند.
شارما توضیح می‌دهد: «از یک طرف، شما چیزهایی را دارید که قبلاً ساخته شده‌اند و در معرض گرانش کم قرار می‌گیرند و به طور بالقوه در طول قرار گرفتن در معرض ریزگرانش رو به زوال می‌روند و ضعیف‌تر می‌شوند. از طرف دیگر، شما در واقع آن چیزها را از ابتدا در فضا می‌سازید. این امکان وجود دارد که فرآیند تولید با گرانش کم تسهیل شود.»
تیم تحقیقاتی شارما از سال ۲۰۱۶ آزمایش‌های سلول‌های قلبی را به ایستگاه فضایی بین‌المللی ارسال کرده است.
تولید ارگانوئیدهای قلب از سلول‌های بنیادی
در طول پنج دهه گذشته، محققان آموخته‌اند که چگونه سلول‌های بنیادی انسان را به ارگانوئیدهای قلب انسانی تبدیل کنند. این ارگانوئیدها، قلب‌های اولیه‌ای هستند که از سلول‌های قلبی خوشه‌ای خودسازمان‌یافته تشکیل شده‌اند و رفتاری شبیه به یک قلب واقعی از خود نشان می‌دهند.
- سلول‌های بنیادی: سلول‌های جهانی هستند که در جنین انسان یافت می‌شوند و می‌توانند به هر نوع سلول انسانی تبدیل شوند.
- مهندسی معکوس: این سلول‌ها را می‌توان در آزمایشگاه‌ها از پوست یا سلول‌های خونی بالغ مهندسی معکوس کرد.
- تبدیل به ارگانوئید: با افزودن پروتئین‌های مناسب، سلول‌های بنیادی در عرض چند هفته به ارگانوئیدهای قلب تپنده و سه‌بعدی تبدیل می‌شوند.
شارما اشاره می‌کند که برای ساخت این قلب‌های کوچک در مقیاس بزرگ در زمین، از بیورآکتورهایی استفاده می‌شود که شرایط بی‌وزنی را تقلید می‌کنند. اما در فضا، شناور شدن به طور طبیعی و بدون نیاز به تکان‌های مصنوعی اتفاق می‌افتد که به نظر می‌رسد سلول‌ها این شرایط را ترجیح می‌دهند.
شارما می‌افزاید: «ما شاهد افزایش بسیار قابل توجهی در تولید ارگانوئید بوده‌ایم. می‌توانم بگویم که مقیاس تولید چیزی بسیار چشمگیر بوده است؛ فقط تعداد ارگانوئیدهایی که می‌توانیم به این روش بسازیم.»
اگرچه شارما از ارائه آمار دقیق در مورد تعداد بیشتر ارگانوئیدهای تولید شده در فضا خودداری کرد، اما تأکید کرد که نتایج بسیار امیدوارکننده هستند.
آینده درمان بیماری‌های قلبی با قلب‌های فضایی
با وجود هزینه‌های بالای ارسال تجهیزات به فضا، شارما معتقد است که در آینده، ارگانوئیدها یا بافت قلب چاپ سه‌بعدی شده در فضا می‌توانند برای کمک به بیماران مبتلا به آسیب قلبی که در انتظار پیوند قلب هستند، استفاده شوند.
اگرچه هنوز هیچ قلب اولیه‌ای که در فضا رشد یافته باشد در بیماران انسانی استفاده نشده و آزمایشی در این زمینه برنامه‌ریزی نشده است، اما محققان در حال حاضر در حال آزمایش تکه‌های عضله قلب ساخته شده از سلول‌های بنیادی انسانی القایی هستند که در زمین مهندسی زیستی شده‌اند.
شارما می‌گوید: «محیط ریزگرانش، پتانسیل تولید تکه‌های ضخیم‌تر و محکم‌تری را دارد که هنگام بازگشت به زمین کمتر در معرض فروپاشی تحت گرانش قرار می‌گیرند.»
به دلیل مقررات موجود، ممکن است سال‌ها طول بکشد تا مینی قلب‌های رشد یافته در فضا به مرحله آزمایش‌های انسانی برسند. شارما پیش‌بینی می‌کند که این ارگانوئیدها ابتدا برای آزمایش داروهای جدید بیماری قلبی مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
بیماری قلبی: یک چالش جهانی
بیماری قلبی یکی از علل اصلی مرگ و میر زودرس در سراسر جهان است که سالانه جان میلیون‌ها نفر را می‌گیرد. درمان‌های سلول‌های بنیادی که عضله قلب آسیب‌دیده را بازسازی می‌کنند، از جمله امیدوارکننده‌ترین روش‌های درمانی نوآورانه در افق هستند.
تیم تحقیقاتی شارما قصد دارد آزمایش‌های بیشتری روی سلول‌های قلب را با ماموریت تامین مجدد شرکت اسپیس‌ایکس موسوم به CRS-35 ناسا به ایستگاه فضایی ارسال کند که قرار است در ماه اوت پرتاب شود.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
