Viagens espaciais enfraquecem o coração, revela estudo: WebCuriosos

Não é nenhum segredo que passar longos períodos no espaço prejudica o corpo humano.

Durante anos, a NASA e outras agências espaciais têm pesquisado os efeitos da microgravidade em humanos, animais e plantas a bordo do Estação Espacial Internacional (ISS).

Até agora, a pesquisa mostrou que ficar no espaço por longos períodos leva à atrofia muscular, perda de densidade óssea, alterações na visão, expressão genética e problemas psicológicos.

Conhecer estes efeitos e como mitigá-los é essencial dados os nossos objetivos futuros de exploração espacial, que incluem missões de longa duração à Lua, Marte e mais além.

Contudo, de acordo com um experimento recente liderado por pesquisadores da Universidade Johns Hopkins e apoiado pelo Centro Espacial Johnson da NASA, parece que os tecidos cardíacos “realmente também não se dão bem no espaço”.

O experimento consistiu em 48 amostras de tecido cardíaco humano modificado pela bioengenharia enviadas à ISS por 30 dias.

Como eles indicam em o papel deleso experimento demonstra que a exposição à microgravidade enfraquece o tecido cardíaco e enfraquece sua capacidade de manter batimentos rítmicos. Estes resultados indicam que devem ser tomadas medidas adicionais para garantir que os humanos possam manter a sua saúde cardiovascular no espaço.

O estudo foi liderado por Deok-Ho Kim e seus colegas do Departamento de Engenharia Biomédica na Universidade Johns Hopkins (BME-JHU) e no Centro JHU de Sistemas Microfisiológicos.

Eles se juntaram a pesquisadores da UC Boulder's Ann e HJ Smead Departamento de Ciências da Engenharia Aeroespacialo Instituto de Células-Tronco e Medicina Regenerativa (ISCRM) e o Centro de Biologia Cardiovascular na Universidade de Washington, o Instituto Stanford de Células-Tronco e Medicina Regenerativa, Tecnologias Espaciais BioServee o Centro Espacial Johnson da NASA.

O artigo que detalha suas descobertas foi publicado ontem (23 de setembro) no Anais da Academia Nacional de Ciências.

Pesquisas anteriores mostraram que os astronautas que regressam à Terra vindos da ISS sofrem de uma miríade de efeitos na saúde consistentes com certas condições relacionadas com a idade, incluindo função reduzida do músculo cardíaco e batimentos cardíacos irregulares (arritmias), a maioria dos quais se dissiparão com o tempo.

No entanto, nenhuma destas pesquisas abordou o que acontece a nível celular e molecular. Para saber mais sobre estes efeitos e como mitigá-los, Kim e os seus colegas enviaram uma plataforma automatizada “heart-on-a-chip” à ISS para estudo.

Para criar esta carga útil, a equipe contou com células-tronco pluripotentes induzidas pelo homem (iPSCs), que podem se tornar muitos tipos de células, para produzir cardiomiócitos (células do músculo cardíaco). Esses tecidos resultantes foram colocados em um chip de tecido miniaturizado projetado por bioengenharia, projetado para imitar o ambiente de um coração humano adulto.

Os chips coletariam então dados sobre como os tecidos se contraíriam ritmicamente, imitando como o coração bate. Um conjunto de biochips foi lançado a bordo da missão SpaceX CRS-20 para a ISS em março de 2020, enquanto outro foi mantido na Terra como grupo de controle.

Uma vez na ISS, astronauta Jéssica Meir cuidou do experimento, alterando os nutrientes líquidos que cercam os tecidos uma vez por semana, preservando amostras de tecido em intervalos específicos para que a leitura dos genes e as análises de imagens pudessem ser realizadas após seu retorno à Terra.

Enquanto isso, o experimento enviou dados em tempo real de volta à Terra a cada 30 minutos (durante 10 segundos de cada vez) sobre as contrações das amostras de tecido e quaisquer padrões irregulares de batimento (arritmias).

“Uma quantidade incrível de tecnologia de ponta nas áreas de células-tronco e engenharia de tecidos, biossensores e bioeletrônica, e microfabricação foi usada para garantir a viabilidade desses tecidos no espaço”, disse Kim em um recente Hub comunicado de imprensa.

Quando as câmaras de tecido regressaram à Terra, ele e os seus colegas continuaram a manter e a recolher dados das amostras para ver se havia alguma alteração nas suas capacidades de contracção. Além de perderem força, os tecidos musculares desenvolveram arritmias, consistentes com problemas cardíacos relacionados à idade.

Num coração humano saudável, o tempo entre os batimentos é de cerca de um segundo, enquanto as amostras de tecido duraram quase cinco vezes mais – embora tenham regressado quase ao normal quando regressaram à Terra.

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A equipe descobriu ainda que os feixes de proteínas das células do tecido que as ajudam a se contrair (sarcômeros) eram mais curtos e mais desordenados do que os do grupo de controle, outro sintoma de doença cardíaca.

Além do mais, as mitocôndrias nas amostras de tecido tornaram-se maiores e mais redondas e perderam as dobras características que as ajudam a produzir e utilizar energia.

Por último, a leitura genética nos tecidos mostrou aumento da produção genética relacionada à inflamação e desequilíbrio de radicais livres e antioxidantes (estresse oxidativo).

Isto não é apenas consistente com doenças cardíacas relacionadas à idade, mas também demonstrado de forma consistente nas verificações pós-voo dos astronautas. A equipe diz que essas descobertas expandem nosso conhecimento científico sobre os efeitos potenciais da microgravidade na saúde humana no espaço e também podem avançar no estudo do envelhecimento do músculo cardíaco e na terapêutica na Terra.

Em 2023, o laboratório de Kim deu continuidade a esta experiência enviando um segundo lote de amostras de tecido para a ISS para testar medicamentos que poderiam ajudar a proteger os músculos do coração dos efeitos da microgravidade e ajudar as pessoas a manter a função cardíaca à medida que envelhecem.

Enquanto isso, a equipe continua a melhorar seu sistema de tecido em um chip e se uniu à equipe da NASA Laboratório de Radiação Espacial para estudar os efeitos da radiação espacial nos músculos do coração.

Esses testes avaliarão a ameaça que os raios solares e cósmicos representam para a saúde cardiovascular além da Órbita Terrestre Baixa (LEO), onde o campo magnético da Terra protege contra a maior parte da radiação espacial.

Este artigo foi publicado originalmente por Universo hoje. Leia o artigo original.