El modelo de laboratorio en chip de la estación espacial explica cómo la microgravedad ejecuta la degeneración muscular

La actividad de exploración espacial está aumentando. A su vez, los investigadores están más interesados ​​en cómo los viajes espaciales afecta la progresión de la salud y las enfermedades humanas. Aunque se sabe que la microgravedad acelera la degeneración muscular del esqueleto, los efectos del espacio en la función celular de los músculos siguen sin estar claros.

El vuelo espacial con una ausencia de gravedad afiliada y un estrés limitado en los músculos causa debilidad muscular en un corto período, proporcionando el tiempo de los cambios relacionados con el tiempo relacionados con la edad en los músculos. Para comprender los cambios musculares en la microgravedad, los investigadores de la Universidad de Florida diseñaron microtis del músculo esquelético de la biopsia de donantes y los lanzaron en SpaceX CRS -25 en la Estación Espacial Internacional (ISS).

Ha sido publicado en hallazgos Informe de células madre En el papel, "los músculos esqueléticos de la microgravedad aceleran degeneración: el modelo de músculo ISS en el modelo de la visión funcional y transcriptal".

El estudio sugiere que la disminución de los músculos puede modelarse dentro de un período relativamente corto de espacio y allana el camino para el seguimiento de las causas de enfermedades como la sarcopenia y un seguimiento de los posibles tratamientos.

Utilizando un modelo de laboratorio muscular en CHIP en ISS, los investigadores examinaron los miobandos biológicos 3D recibidos de donantes adultos jóvenes y viejos bajo microgravedad. Microtis se cultivó en un mini laboratorio automático, que permitió la estimulación eléctrica para simular el ejercicio. Más especialmente, la estimulación eléctrica aplicada intermitentemente a los miobandos "la menor magnitud de la contracción detectada y redujo el nivel de proteína de la cadena pesada de miocina 7, un isophiram principal en una fibra muscular de contracción lenta", escribieron los escritores ", escribieron los autores.

"Utilizando pulsos eléctricos para desencadenar contracciones musculares en tiempo real en el espacio, podemos simular el ejercicio y ver cómo ayuda a proteger contra el debilitamiento de los músculos rápidamente", dijo Soobhn Malani, profesor asociado en la Facultad de Florida de la Universidad de Farmacia, Soobhn en la Universidad de Florida. "Este avance tecnológico proporciona información sobre cómo podemos preservar la salud muscular durante las misiones espaciales a largo plazo y, finalmente, cómo competir con la pérdida muscular relacionada con la edad aquí en la Tierra aquí".

El equipo utilizó perfiles de transcriptómico para revelar la miogénesis activa en muestras de tierra y vuelos espaciales. A su vez, descubrió que los jóvenes miobandos estimulados eléctricamente extendían la expresión génica relacionada con el mitocondrial en la microgravedad. En contraste, los miobandos más antiguos (y no estimulados) fueron menos responsables.

Luego, el equipo identificó 86 genes justificados por edad específicos de los músculos, que se convirtieron en microgravedad haciendo un análisis comparativo entre miobandos derivados jóvenes y viejos. Los genes se asociaron con inflamación, disfunción mitocondrial y estrés celular.

Estos hallazgos no solo revelan una reacción molecular única relacionada con la edad en la microgravedad y reducen la estimulación eléctrica como una posible represalia, sino que también continúan el envejecimiento y la comprensión del degeneración en la microgravedad, guiando las estrategias médicas futuras, mientras guían las estrategias médicas del futuro.