L'astronaute de la NASA Peggy Whitson échangeant des milieux de croissance pour l'enquête sur les cellules souches cardiaques. Crédit :NASA
Les vols spatiaux changent beaucoup le corps humain, y compris le fonctionnement du cœur et le comportement des cellules qui créent le tissu cardiaque. Les scientifiques qui étudient ces changements sur la Station spatiale internationale continuent de rapporter d'importantes découvertes.
Pour l'enquête sur les cellules souches cardiaques, les chercheurs ont cultivé des cellules souches cardiaques humaines, ou des cellules progénitrices cardiovasculaires (CPC), à bord de la station spatiale. Ces cellules cardiaques immatures peuvent se développer en plusieurs types différents de cellules cardiovasculaires et en produire un plus grand nombre.
L'enquête a montré que les vols spatiaux affectent la communication à l'intérieur et entre les cellules, développement cellulaire et propriétés des cellules souches centrales, comme indiqué dans deux articles publiés en 2018, un dans le journal npj Microgravité et un autre dans Cellules souches et développement .
Les chercheurs ont récemment présenté de nouvelles études dans un article connexe qui comparait la voie de signalisation Hippo dans les CPC cultivés sur la station spatiale avec les mêmes cellules cultivées dans un clinostat, qui simule les conditions de microgravité sur Terre. La voie de signalisation Hippo, nécessaire au développement cardiaque, est normalement actif chez les adultes et inactive la protéine associée à Yes, ou YAP1. YAP1 régule la survie cellulaire et augmente le nombre de cellules, donc l'inactiver réduit la prolifération cellulaire. Lorsque la voie Hippo est inhibée ou inactive, bien que, YAP1 devient actif, résultant en plus de cellules progénitrices et une éventuelle croissance des organes. Cet article rapporte que les cellules adultes dans l'espace et dans le clinostat ont toutes deux montré une augmentation de l'expression de YAP1.
Des travaux antérieurs chez les rongeurs ont montré que l'introduction de YAP1 dans des cœurs adultes peut réactiver la capacité de régénération. Cette découverte la plus récente montre que la microgravité peut inciter les CPC humains adultes à exprimer YAP1, qui pourrait avoir des implications intéressantes.
Cellules progénitrices cardiovasculaires (CPC) cultivées pour l'étude des cellules souches cardiaques à bord de la Station spatiale internationale. Crédit :Université de Loma Linda
"L'objectif de cet article était sur YAP1 spécifiquement parce qu'il est l'un des acteurs clés de la réparation cardiovasculaire, " dit Mary Kearns-Jonker, chercheur au Département de pathologie et d'anatomie humaine de la faculté de médecine de l'Université de Loma Linda en Californie et l'un des auteurs de l'article. "YAP1 stimule la régénération cardiovasculaire lorsqu'il est régulé à la hausse, ou exprimé à un niveau supérieur. Maintenant, nous savons qu'il est régulé à la hausse à court terme par la microgravité." Elle a noté que le changement dans l'expression de YAP1 est temporaire. L'impermanence de l'effet est une bonne chose, Elle ajoute, sinon, les cellules pourraient proliférer de manière incontrôlée et conduire à des cancers.
"YAP1 a une histoire de jouer un rôle dans le développement et la taille des organes, " explique l'auteur principal Victor Camberos, également au Département de pathologie et d'anatomie humaine de Loma Linda. « Les niveaux de YAP1 sont plus élevés dans les cellules progénitrices cardiovasculaires néonatales, qui sont connus pour être très efficaces pour la réparation cellulaire. Une fois la période néonatale terminée, L'expression de YAP1 et l'efficacité des cellules pour la réparation cardiovasculaire sont réduites. Étant donné que YAP1 est un régulateur important de la croissance et de la réparation, augmenter temporairement son expression dans les cellules de personnes âgées pourrait être utile sur le plan thérapeutique. »
"Induire YAP1 en exposant les cellules à la microgravité nous donne la capacité de modifier les cellules d'une manière qui peut bénéficier à la réparation des organes, » précise Kearns-Jonker. Les chercheurs ont en effet relevé l'expression de YAP1 dans des cellules qui ne l'expriment pas régulièrement et ont montré que ce résultat n'est pas permanent.
La découverte de l'équipe selon laquelle la microgravité simulée a le même effet que la microgravité réelle est également importante. Les chercheurs peuvent facilement accéder à des échantillons dans un clinostat par rapport à des échantillons en orbite à environ 250 milles au-dessus de la Terre. "Le clinostat émule suffisamment la microgravité que l'on voit sur la station spatiale, " dit Camberos. " C'est significatif, car peu de laboratoires ont la possibilité de faire de la recherche dans l'espace."
Heureusement, certains le font, et cette opportunité mène à des avancées prometteuses vers des cœurs plus sains dans l'espace et sur Terre.
L'une des nombreuses études relatives à la santé cardiovasculaire parrainées par l'ISS National Lab, l'enquête Cardiac Stem Cells a reçu un prix 2018 International Space Station Compelling Results Award en biologie et médecine lors de la conférence sur la recherche et le développement de l'ISS.
