تكشف الدراسة عن الخلايا الجذعية أسرع في الفضاء

وجدت دراسة جديدة بعض الخلايا الجذعية البشرية بشكل أسرع.

تم العثور على الخلايا الجذعية في جميع أنحاء الجسم ، ويمكنها أن تصنع المزيد من نفسها أو تتحول إلى خلايا متخصصة أخرى – بما في ذلك الخلايا الدم أو الدماغ أو العظام – للصيانة والإصلاح.

وقالت مؤلفة الدراسة الرئيسية كاتريونا جاميسون ، مديرة معهد سانفورد للخلايا الجذعية وأستاذ الطب بجامعة كاليفورنيا ، كلية الطب في سان دييغو ، “في الفضاء ، تنخفض الخلايا الجذعية في الوظيفة”. “إنهم في الواقع يقللون من قدرتهم على تجديد أنفسهم أو التجديد ، وهذا أمر مهم أن تكون قادرًا على معرفة مهام الفضاء على المدى الطويل.”

تم إجراء الدراسة ، التي تمولها ناسا جزئياً ، خلال أربع بعثات عالمية لإعادة تزويد المحطة الفضائية التي عملت SPACEX من أواخر عام 2021 إلى أوائل عام 2023. تم نشر البحث يوم الخميس في خلية الخلايا الجذعية للمجلة.

وأضاف جاميسون: “هذه هي الدراسة الأولى التي تبحث في كيفية تصرف الخلايا الجذعية في الفضاء ، في مدار الأرض المنخفض ، في الوقت الفعلي” ، مشيرا إلى أن هذا النوع من الأبحاث يمكن أن يكون له تأثير مباشر على الإدارة الصحية على رواد الفضاء الذين يستعدون للذهاب إلى الفضاء.

“من المهم دراسة صحة الخلايا الجذعية ومعرفة من الذي يحتمل أن يكون قادرًا على تحمل قسوة الفضاء – من المجهد الاستيقاظ ، من المجهد أن تنزل ، ومن المجهد أن تكون هناك.”

بلا نوم في المدار

أجرت ناسا واحدة من التجارب الأولى على تأثيرات ضوء الفضاء على الخلايا الجذعية في عام 2010 باستخدام اكتشاف مكوك الفضاء. تسمى تجربة تجديد الخلايا الجذعية ، فقد حقق مدى تأثير الجاذبية الصغرى على قدرة الخلايا الجذعية الجنينية للفئران على صنع أنواع أخرى من الخلايا.

في الدراسة الجديدة ، فحص الباحثون الخلايا الجذعية لنخاع العظم التي تبرع بها المرضى الذين يخضعون لجراحة استبدال الورك. تم وضع الخلايا الجذعية ، التي ترتبط مباشرة بصحة الجهاز المناعي والدم ، على مصفوفة اسفنجة معقمة ، موجودة في مفاعلات حيوية متطورة خصيصًا بحجم الهاتف الخليوي. على متن محطة الفضاء الدولية ، تمت مراقبة الخلايا باستمرار من قبل نظام الذكاء الاصطناعي ، والذي يمكن أن يكتشف حالتها في الوقت الفعلي.

وقال جاميسون: “يجب أن تكون خلايانا الجذعية نائمة (غير نشطة) 80 ٪ من الوقت للاحتفاظ بوظيفتها الكاملة”. ومع ذلك ، لم يكن هذا هو الحال في الفضاء ، حيث كان للجاذبية الدقيقة والإشعاع الكوني تأثير على رفاههم.

وأضافت: “استيقظت الخلايا الجذعية ، ولم يعودوا للنوم ، وأصبحت مرهقة وظيفيًا”. “إذا أصبحت خلايانا الجذعية مرهقة في ظل ظروف الإجهاد مثل الجاذبية الصغرى ، فلن تعمل على جعل الجهاز المناعي المناسب.”

حافظت بعض الخلايا في الدراسة على ما يصل إلى 45 يومًا من ضوء الفضاء ، ولأنها كانت أكثر نشاطًا من المعتاد ، فقد أحرقوا من خلال احتياطيات الطاقة الخاصة بهم وأظهروا علامات على الشيخوخة المتسارعة. كما تم تقليل قدرتهم على توليد خلايا جديدة ، ووفقًا ل Jamieson ، بدأوا في تنشيط أقسام مخفية عادةً من الحمض النووي تسمى العناصر المتكررة أو “الجينوم الداكن”.

وقال جاميسون: “في ظل ظروف التوتر ، والإجهاد القوي حقًا ، فإننا ننشط هذه العناصر المتكررة”. “هذه هي فيروسات استردادات قد غزت جينوماتنا منذ آلاف وآلاف السنين وتمثل 55 ٪ من الحمض النووي لدينا. إنهم يرسلون الخلايا الجذعية إلى دوامة الموت. الخلايا تشعر بالملاحظة. لديهم أزمة. إنها تتقدم في العمر بسرعة كبيرة.”

هذا مشابه لضغوط الخلايا الجذعية التي يلاحظها Jamieson ، وهو الطبيب أيضًا ، في خلايا المرضى الذين يعانون من اضطرابات الدم المسبقة. يحاول Jamieson إيقاف هذه الخلايا في مساراتها قبل أن تتحول إلى سرطان الدم الكامل ، وهو نوع من سرطان الدم.

يخطط Jamieson ، وهو من قدامى المحاربين في أبحاث الخلايا الجذعية الفضائية التي عملت في تسع بعثات حتى الآن ، دراسات مستقبلية ستنظر في التدابير المضادة العملية لعملية الشيخوخة.

وأضافت: “يمكننا في الواقع استخدام هذه المفاعلات الحيوية ، أو الصورة الرمزية لصحة الخلايا الجذعية ، للتنبؤ بمن المحتمل أن يقوم بعمل جيد ومن المحتمل أن يفعل بشكل سيء للغاية في الفضاء … وتطوير التدابير المضادة” ، مشيرة إلى بعض التجارب السريرية القادمة للأدوية المحتملة لمواجهة آثار هذا النشاط الجينوم المظلم.

والخبر السار هو أن الخلايا الجذعية يمكن أن تتعافى من الشيخوخة المتسارعة بمجرد عودة رائد فضاء إلى الأرض ، وفقًا للنتائج الأولية من دراسة منفصلة قادمة ، على الرغم من أن الشفاء يستغرق حوالي عام.

يمكن أن يكون للبحث أيضًا تأثير مفيد لمرضى السرطان حيث أن خلاياهم الجذعية تظهر بعضًا من نفس الأضرار المرتبطة بالإجهاد التي اكتشفتها الدراسة الجديدة في الخلايا الجذعية في الفضاء. وقال جاميسون: “أعتقد أن هذه أداة مهمة بالنسبة لنا لتسريع وتيرة البحوث (السرطان)”.

دليل واضح على الشيخوخة

وقال آرون شارما ، عالم الأحياء في الخلايا الجذعية وأستاذ مشارك في العلوم الطبية الحيوية في المركز الطبي Cedars-Sina في كاليفورنيا ، بالنسبة لرواد الفضاء ، فإن هذه النتائج تعني أن المهام الطويلة يمكن أن تضعف أنظمة الدم والمناعة ، والتي قد تثير المخاطر الصحية. وافق شارما ، الذي لم يشارك في الدراسة ، مع جاميسون على أن النتائج قد تساعد العلماء على فهم عملية الشيخوخة وتطوير علاجات جديدة تبطئها أو عكسها.

وقال لويس فيلا دياز ، أستاذ مساعد في العلوم البيولوجية وإدارات الهندسة الحيوية في جامعة أوكلاند في ميشيغان ، إن الدراسة تقدم أدلة قوية على الأضرار المحتملة التي يمكن أن تحدثها التعرض للإشعاع والجاذبية الصغرى على الخلايا الجذعية ، مما يبرز المخاطر الصحية المحتملة المرتبطة بعثات الفضاء طويلة المدى. فيلا دياز لم تشارك أيضا في البحث.

“والخبر السار هو أن معرفة التأثيرات السلبية المحتملة التي يمتلكها مدار الأرض المنخفض على (الخلية الجذعية) تمنحنا شيخوخة ووظيفة الاتجاهات لمعالجة هذه المشكلات وتطوير استراتيجيات لمنع أو مواجهة هذه الآثار ، ودعم استكشاف المساحة المستقبلية” ، أضاف. “غالبًا ما يترجم هذا إلى تقدم طبي حيوي يمكن تطبيقه على المرضى على الأرض.”

وقالت إيلينا كوزلوفا ، أستاذة في قسم علم المناعة وعلم الوراثة وعلم الأمراض بجامعة أوبسالا السويدية ، إن أبحاث الفضاء السابقة حول الخلايا الجذعية اقترحت نقاط الضعف بطرق أكثر غير مباشرة أو محدودة ، توفر هذه الدراسة أدلة أوضح على الشيخوخة.

لاحظ كوزلوفا ، الذي لم يكن أيضًا جزءًا من البحث الجديد ، أنه ليس كل الدراسات على الخلايا الجذعية في نقطة الفضاء في نفس الاتجاه. أظهرت أبحاثها الخاصة مع الخلايا الجذعية التنموية المبكرة على الصواريخ البحثية الدقيقة-التي تديرها شركة الفضاء السويدية-زيادة في الجينات المرتبطة بالنمو.

وأضافت أن هذا الاستنتاج يشير إلى أنه في ظل ظروف معينة ، قد يعزز ضوء الفضاء حتى حالة أكثر شبابًا في بعض مجموعات الخلايا الجذعية.

اشترك في النشرة الإخبارية لنظرية Wonder's Wonder Science. استكشف الكون مع الأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.

لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com