Como parte da preparação para um experimento a bordo da Estação Espacial Internacional, os pesquisadores exploraram novas maneiras de cultivar células vivas do coração para pesquisas em microgravidade. Eles descobriram que a criopreservação, um processo de armazenamento de células a -80 ° C, torna mais fácil transportar essas células para o laboratório orbital, fornecendo mais flexibilidade nas programações de lançamento e operações. O processo pode beneficiar outras pesquisas biológicas no espaço e na Terra.

A investigação, MVP Cell-03, células precursoras do coração em cultura na estação espacial para estudar como a microgravidade afeta o número de células produzidas e quantas delas sobrevivem. Essas células precursoras têm potencial para uso na modelagem de doenças, Desenvolvimento de drogas, e medicina regenerativa, como o uso de células cardíacas em cultura para repor as danificadas ou perdidas devido a doenças cardíacas.

Estudos anteriores sugerem que o cultivo dessas células em microgravidade simulada aumenta a eficiência de sua produção. Mas o uso de culturas de células vivas no espaço apresenta alguns desafios únicos. O experimento MVP Cell-03, por exemplo, deve ser conduzido dentro de um prazo específico, quando as células estão no estágio certo. Mudanças de voo e disponibilidade da tripulação podem levar a atrasos que afetam a pesquisa.

"Às vezes, um voo atrasa e os investigadores têm que preparar lotes e lotes de células de backup, "diz Chunhui Xu da Escola de Medicina da Emory University em Atlanta, investigador principal do MVP Cell-03. "Os astronautas enfrentam uma quantidade enorme de trabalho no dia em que as investigações chegam, mas essas células precisam de meio fresco imediatamente. Achamos melhor trabalhar esse procedimento com antecedência. "

Portanto, seu laboratório conduziu experimentos sobre novos métodos de transporte e cultivo de células do coração. Seus resultados, publicado recentemente na revista Biomaterials, mostram que a criopreservação não parece afetar as células e ainda oferece o benefício adicional de proteger as células do excesso de gravidade experimentado durante o lançamento.

"A criopreservação permite que você reduza significativamente o efeito do lançamento para que sua pesquisa possa olhar apenas para os efeitos do ambiente de órbita baixa da Terra, "diz Marc Giulianotti, diretor de programa do Laboratório Nacional da ISS dos EUA, que patrocinou a pesquisa. "A técnica também abre possibilidades para experimentos em ambientes lunares ou espaciais profundos. Pode até fornecer vantagens significativas para a pesquisa terrestre em termos de células e tecidos de transporte em um país ou planeta."

A equipe de Xu também comparou um novo meio de cultura de células que não requer dióxido de carbono com o meio padrão atual, que faz, e não encontrou nenhuma diferença entre os dois. O dióxido de carbono adiciona peso e massa - e custo - a um lançamento espacial. A equipe de pesquisa testou várias modificações nos meios de cultura para melhorar os procedimentos de criopreservação também.

As células cardíacas criopreservadas voaram para a estação espacial em março de 2020. Os astronautas as descongelaram e cultivaram com sucesso, gerando células cardíacas que batem. Eles foram devolvidos à Terra após 22 dias de voos espaciais.

"Não há razão para pensar que você não poderia fazer isso com outros tipos de células, "diz Giulianotti." Isso torna as coisas muito mais fáceis para os investigadores. Eles podem trabalhar em sua própria programação para enviar células para a estação, sem ter que iniciar o experimento assim que a cápsula chegar lá, quando há uma corrida louca para fazer tudo. Não ter que manter as células vivas durante a viagem reduz a pegada do experimento e o custo dos materiais. "

Xu diz que a equipe relatou resultados agora porque eles pensaram que seria útil para outras pesquisas no espaço e com este tipo de célula.

"Achamos que a criopreservação poderia beneficiar tantas aplicações diferentes, e podemos imaginar muitas situações em que um meio independente de dióxido de carbono seria bastante útil, "Xu diz.

Giulianotti considera os resultados um passo significativo para a pesquisa espacial de última geração. "No National Lab, podemos imaginar bancos de linhas de células que você pode simplesmente puxar para iniciar um experimento. Tem muito potencial futuro. "