Détection de protéines structurelles cardiaques, teinté de vert, dans une cellule dérivée de cellules souches. Le noyau est coloré en bleu. Crédit :Antonio Rampoldi, Laboratoire de cellules souches de cardiomyocytes, École de médecine de l'Université Emory
Dans le cadre de la préparation d'une expérience à bord de la Station spatiale internationale, les chercheurs ont exploré de nouvelles façons de cultiver des cellules cardiaques vivantes pour la recherche en microgravité. Ils ont découvert que la cryoconservation, un procédé de stockage des cellules à -80°C, facilite le transport de ces cellules vers le laboratoire en orbite, offrant plus de flexibilité dans les calendriers de lancement et d'exploitation. Le processus pourrait profiter à d'autres recherches biologiques dans l'espace et sur Terre.
L'enquête, MVP Cell-03, des cellules précurseurs du cœur en culture sur la station spatiale pour étudier comment la microgravité affecte le nombre de cellules produites et combien d'entre elles survivent. Ces cellules précurseurs ont un potentiel d'utilisation dans la modélisation de maladies, développement de médicaments, et médecine régénérative, comme l'utilisation de cellules cardiaques cultivées pour reconstituer celles endommagées ou perdues en raison d'une maladie cardiaque.
Des études antérieures suggèrent que la culture de telles cellules en microgravité simulée augmente l'efficacité de leur production. Mais l'utilisation de cultures de cellules vivantes dans l'espace présente des défis uniques. L'expérience MVP Cell-03, par exemple, doit se dérouler dans un délai précis, lorsque les cellules sont juste au bon stade. Les changements de vol et la disponibilité de l'équipage pourraient entraîner des retards affectant la recherche.
"Parfois un vol est retardé et les enquêteurs doivent préparer des lots et des lots de cellules de sauvegarde, " dit Chunhui Xu de la faculté de médecine de l'Université Emory à Atlanta, chercheur principal pour MVP Cell-03. « Les astronautes font face à une charge de travail écrasante le jour où les enquêtes arrivent, mais ces cellules ont besoin d'un milieu frais tout de suite. Nous avons pensé que nous ferions mieux d'élaborer cette procédure à l'avance."
L'astronaute de la NASA Jessica Meir met en place l'enquête MVP Cell-03 à l'intérieur de la boîte à gants portable de la Station spatiale internationale en mars 2020. Crédit :NASA
Son laboratoire a donc mené des expériences sur de nouvelles méthodes de transport et de culture des cellules cardiaques. leurs résultats, récemment publié dans la revue Biomaterials, montrent que la cryoconservation ne semble pas affecter les cellules et offre même l'avantage supplémentaire de protéger les cellules de l'excès de gravité subi lors du lancement.
« La cryoconservation vous permet de réduire considérablement l'effet du lancement afin que vos recherches ne puissent examiner que les effets de l'environnement en orbite terrestre basse, " dit Marc Giulianotti, directeur de programme pour l'ISS US National Laboratory, qui a parrainé la recherche. "La technique ouvre également des possibilités d'expériences dans des environnements lunaires ou spatiaux lointains. Elle pourrait même offrir des avantages significatifs pour la recherche terrestre en termes d'expédition de cellules et de tissus à travers un pays ou la planète."
L'équipe de Xu a également comparé un nouveau milieu de culture cellulaire qui ne nécessite pas de dioxyde de carbone avec le milieu standard actuel, qui fait, et n'a trouvé aucune différence entre les deux. Le dioxyde de carbone ajoute du poids, de la masse et du coût à un lancement spatial. L'équipe de recherche a testé plusieurs modifications des milieux de culture afin d'améliorer également les procédures de cryoconservation.
Les cellules cardiaques cryoconservées ont volé vers la station spatiale en mars 2020. Les astronautes les ont décongelées et cultivées avec succès, générer des cellules cardiaques battantes. Ceux-ci ont été ramenés sur Terre après 22 jours de vol spatial.
