生物工程师将心肌样本送入太空研究微重力下的心脏细胞生物学

西奈山心血管研究所在NASA第29次SpaceX商业补给服务任务中首次将生物工程人类心肌细胞和微组织送入太空，该任务于11月9日星期四发射。“SpaceXCRS-29”任务正在发送科学研究样品将被送往国际空间站(ISS)，在那里停留大约30天，然后返回地球。

通过这项实验，西奈山伊坎医学院的研究人员旨在更好地了解心肌细胞或心肌细胞如何适应极端的生物压力，以及微重力和太空旅行的其他特征如何影响心肌细胞的功能。这些发现将帮助科学家在未来的太空实验中找到更好的方法来研究心脏细胞生物学。

了解此类心脏细胞生存的能力和局限性不仅对宇航员的健康很重要，而且也是未来在太空组织工程、类器官制造和生物打印方面迈出的第一步，这些都是新兴经济中的重要参与者称为低地球轨道的微重力环境中的生物制造。

西奈山正在与SpaceTango合作进行这项实验。SpaceTango为国际空间站上的研究和开发目的提供了微重力。SpaceTango将管理西奈山的组织，这些组织将被密封在称为冷冻瓶的单独小型实验容器中，并放置在称为CubeLab的较大收容单元中。

这些一毫升的小瓶还含有细胞培养基和添加剂，以帮助心肌细胞长时间存活，其中一些细胞跳动和一些化学抑制以减少它们的新陈代谢，看看它们的生存是否受到影响。一旦携带研究成果的货舱抵达国际空间站，宇航员就会将CubeLab放置在专用的SpaceTango设施中。大约30天后，宇航员将把样本带回地球，西奈山研究人员将开始分析。

由于极端条件似乎加速了衰老过程，宇航员在太空任务期间通常会出现心力衰竭的迹象。他们的症状与地球上的人们在衰老或卧床不起时所发生的情况相似，但速度加快且年龄更小。这项实验的结果可以帮助研究人员找到保护宇航员在太空中心脏健康的新方法，并为地球上老龄化人口开发心血管疾病的新疗法。

“这个项目将帮助我们了解微重力和太空飞行对工程化人类心肌细胞和微组织的影响，并将首次测试这些高度活跃的跳动心肌细胞如何适应一个月暴露在如此极端的条件下。该实验令人兴奋的方面之一是，样本返回地球后将活着运送到西奈山，这样我们就可以测试组织返回后的表现，”该项目的KevinCosta博士解释道。伊坎西奈山医学(心脏病学)的领导者和副教授。

“随着我们更好地了解这些工程心脏细胞和组织的功能，我们可以找到新的方法来帮助保护宇航员，使他们能够在太空中停留更长时间，以完成更深入的探索任务。这也将为如何更好地保护地球上人们的心脏免受衰老和缺乏活动的有害影响。”

西奈山从健康成年捐赠者的诱导多能干细胞中产生了这些人类心肌细胞样本。细胞以三种不同的配置培养：2D单层、3D球体和3D细长心脏组织格式。这将测试3D培养条件(比2D培养更符合生理条件)是否为心脏细胞提供生物学优势。

“该实验的目的是评估我们的工程心脏细胞和微组织在微重力密封环境中存活30天的能力，并将存活特征与我们西奈山心血管研究实验室培养的同等样本进行比较研究所。我们正在测试微重力是否会改变心肌细胞适应这种封闭环境的能力，并看看从国际空间站返回的细胞的生物学特性是否存在差异，”科斯塔博士补充道。

“我们希望更多地了解微重力对人类心脏细胞和组织生物学的影响，并探索在密封环境中进行此类研究的可能性，该环境不需要通常的流体交换系统，这会显着增加细胞研究的复杂性太空生物学。”

“随着太空飞行成本持续下降，越来越多的人开始在太空生活和工作，了解环境如何影响他们的身体将变得非常重要。微型生物工程组织是了解这一点同时最大限度地减少发射的绝佳工具“成本。我们很高兴能够将我们的工具应用于太空医学的新领域，并使用微重力作为人类衰老的模型，”研究员、遗传学和基因组科学助理教授DavidSachs博士说。伊坎西奈山。