Для проведения эксперимента учёные из Университета Джона Хопкинса и Стэнфордского университета создали искусственную сердечную ткань с помощью индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Эти клетки способны превращаться в любой тип клеток организма, включая сердечную мышцу. Созданная ткань была помещена в специальную систему «сердце-на-чипе», которая имитирует сокращения настоящего сердца. Эту систему отправили на МКС для наблюдения за изменениями в условиях невесомости.
В ходе эксперимента ученые заметили, что после 12 дней пребывания на МКС сила сокращений сердечной ткани уменьшилась почти в два раза. На Земле аналогичная ткань оставалась стабильной. Несмотря на возвращение образцов на Землю через 30 дней, мышечная слабость сохранялась ещё 9 дней. В условиях невесомости также отмечались сбои в ритме сокращений ткани, но они исчезли после возвращения на Землю. Это может означать, что сердечно-сосудистая система космонавтов, таких как Сунита Уильямс и Бутч Уилмор, которые находятся на МКС длительное время, также подвержена временным изменениям.
Учёные обнаружили, что на молекулярном уровне сердечная ткань из космоса показала укорочение и дезорганизацию саркомеров — структурных единиц мышц, ответственных за сокращение. Также они заметили отёчность и фрагментацию митохондрий — органелл, производящих энергию для клеток. Генетические анализы выявили увеличение активности генов, связанных с воспалением и заболеваниями сердца, а также снижение экспрессии генов, ответственных за нормальное сокращение мышц и работу митохондрий.
По словам профессора Джозефа Ву из Стэнфордского университета, это исследование предоставляет уникальную возможность изучить молекулярные механизмы, влияющие на сердце в условиях космоса. Хотя платформа «сердце-на-чипе» позволяет детально изучать изменения на клеточном уровне, она не может полностью воспроизвести другие кардиологические аспекты, такие как давление в артериях.
В дальнейшем команда исследователей планирует отправить в космос новые образцы сердечной и других видов тканей, чтобы лучше изучить, как невесомость влияет на тело человека. Кроме того, учёные хотят протестировать лекарства, которые могли бы снизить негативное воздействие космической среды на сердце.
