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    Los investigadores desarrollan mejores formas de cultivar células cardíacas vivas en la Estación Espacial Internacional

    Detección de proteínas estructurales cardíacas, manchado de verde, en una célula derivada de células madre. El núcleo está teñido de azul. Crédito:Antonio Rampoldi, Laboratorio de células madre de cardiomiocitos, Facultad de Medicina de la Universidad de Emory

    Como parte de la preparación para un experimento a bordo de la Estación Espacial Internacional, Los investigadores exploraron nuevas formas de cultivar células cardíacas vivas para la investigación de la microgravedad. Encontraron que la criopreservación, un proceso de almacenamiento de células a -80 ° C, facilita el transporte de estas células al laboratorio en órbita, proporcionando más flexibilidad en los programas de lanzamiento y operaciones. El proceso podría beneficiar a otras investigaciones biológicas en el espacio y en la Tierra.

    La investigación, MVP Cell-03, Células precursoras del corazón cultivadas en la estación espacial para estudiar cómo la microgravedad afecta la cantidad de células producidas y cuántas de ellas sobreviven. Estas células precursoras tienen potencial para su uso en el modelado de enfermedades, desarrollo de fármacos, y medicina regenerativa, como el uso de células cardíacas cultivadas para reponer las dañadas o perdidas debido a una enfermedad cardíaca.

    Estudios anteriores sugieren que el cultivo de tales células en microgravedad simulada aumenta la eficiencia de su producción. Pero el uso de cultivos de células vivas en el espacio presenta algunos desafíos únicos. El experimento MVP Cell-03, por ejemplo, debe llevarse a cabo dentro de un plazo específico, cuando las células se encuentran en la etapa correcta. Los cambios de vuelo y la disponibilidad de la tripulación podrían provocar retrasos que afecten la investigación.

    "A veces, un vuelo se retrasa y los investigadores tienen que preparar lotes y lotes de celdas de respaldo, "dice Chunhui Xu de la Facultad de Medicina de la Universidad Emory en Atlanta, investigador principal de MVP Cell-03. "Los astronautas se enfrentan a una enorme cantidad de trabajo el día en que llegan las investigaciones, pero estas células necesitan un medio fresco de inmediato. Pensamos que sería mejor resolver este procedimiento con anticipación ".

    La astronauta de la NASA Jessica Meir establece la investigación MVP Cell-03 dentro de la guantera portátil de la Estación Espacial Internacional en marzo de 2020.Crédito:NASA

    Entonces, su laboratorio realizó experimentos sobre nuevos métodos para transportar y cultivar las células cardíacas. Sus resultados, publicado recientemente en la revista Biomaterials, muestran que la criopreservación no parece afectar a las células e incluso ofrece el beneficio adicional de proteger las células del exceso de gravedad experimentado durante el lanzamiento.

    "La criopreservación le permite reducir significativamente el efecto del lanzamiento para que su investigación solo pueda observar los efectos del entorno de la órbita terrestre baja, "dice Marc Giulianotti, director de programa del Laboratorio Nacional de EE. UU. de la ISS, que patrocinó la investigación. "La técnica también abre posibilidades para experimentos en entornos lunares o del espacio profundo. Incluso podría proporcionar ventajas significativas para la investigación terrestre en términos de transporte de células y tejidos a través de un país o del planeta".

    El equipo de Xu también comparó un nuevo medio de cultivo celular que no requiere dióxido de carbono con el medio estándar actual. que hace, y no encontró diferencia entre los dos. El dióxido de carbono agrega peso y masa, y costo, a un lanzamiento espacial. El equipo de investigación probó varias modificaciones a los medios de cultivo para mejorar también los procedimientos de criopreservación.

    Las células cardíacas criopreservadas volaron a la estación espacial en marzo de 2020. Los astronautas las descongelaron y cultivaron con éxito. generando células cardíacas latentes. Aquellos fueron devueltos a la Tierra después de 22 días de vuelo espacial.

    Latiendo las esferas cardíacas producidas a partir de células cultivadas en la estación espacial para la investigación MVP Cell-03. Crédito:Antonio Rampoldi, Laboratorio de células madre de cardiomiocitos, Facultad de Medicina de la Universidad de Emory

    "No hay razón para pensar que no pueda hacer esto con otros tipos de células, ", dice Giulianotti." Hace las cosas mucho más fáciles para los investigadores. Pueden trabajar en su propio horario para enviar células a la estación sin tener que iniciar el experimento tan pronto como llegue la cápsula. cuando hay una loca prisa por hacer todo. No tener que mantener vivas las células durante el viaje reduce la huella del experimento y el costo de los materiales ".

    Xu dice que el equipo informó los resultados ahora porque pensaron que sería útil para otras investigaciones en el espacio y con este tipo de célula.

    "Pensamos que la criopreservación podría beneficiar a tantas aplicaciones diferentes, y puedo imaginar muchas situaciones en las que un medio independiente del dióxido de carbono sería bastante útil, "Dice Xu.

    Giulianotti llama a los resultados un paso significativo para la investigación espacial de próxima generación. "En el Laboratorio Nacional, podemos imaginar bancos de líneas celulares que puede extraer para iniciar un experimento. Tiene mucho potencial para el futuro ".


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