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L'étude de mouche à fruit indique les effets de la microgravité sur le coeur

Les scientifiques au Discovery Institute médical de Sanford Burnham Prebys ont prouvé que les mouches à fruit qui ont passé plusieurs semaines sur l'espace international (ISS) Station-au sujet de la moitié de leurs structurel et modifications biologiques profondes durée-expérimentées à leurs coeurs. L'étude, aujourd'hui publié en cellule enregistre, propose que les astronautes qui dépensent un laps de temps prolongé dans lequel soyez exigé pour la formation d'une colonie ou d'une course de lune à éloigné Mars-aient pu souffrir des effets similaires et puissent tirer bénéfice des mesures de protection de maintenir leurs coeurs sains. La recherche a également indiqué les analyses neuves qui pourraient gens d'aide jour sur terre qui sont sur l'alitement ou la vie à long terme avec la cardiopathie.

Pour la première fois, nous pouvons voir les modifications cellulaires et moléculaires qui peuvent être à la base des états cardiaques vus dans des études d'astronaute. Nous avons commencé cette étude pour comprendre les effets de la microgravité sur le coeur, et maintenant nous avons un calendrier de lancement que nous pouvons employer pour commencer pour développer des stratégies pour maintenir des coeurs d'astronaute intenses et sains. »

Karen Ocorr, Ph.D., professeur adjoint dans le programme de développement, de vieillissement et de régénération à Sanford Burnham Prebys et à auteur de Co-sénior de l'étude

Les études antérieures ont prouvé que dans des conditions de microgravité, le coeur humain change de vitesse d'un ovale à une forme plus sphérique. Le vol spatial fait également affaiblir le muscle cardiaque (atrophie), réduisant sa capacité de pomper le sang dans tout le fuselage. Cependant, jusqu'ici, études humaines de coeur ; complété utilisant des ultrasons exécutés sur le ISS ; ont été limités relativement à un petit nombre d'astronautes. Tandis qu'importantes, ces études n'ont pas indiqué les modifications cellulaires et moléculaires qui pilotent ces transformations ; l'information a dû développer les contre-mesures qui maintiendront des astronautes sûrs sur des vols prolongés.

« Car nous continuons notre travail pour déterminer une colonie sur la lune et pour envoyer les premiers astronautes à Mars, la compréhension des effets du temps étendu dans la microgravité sur le corps humain est impérieuse, » dit Sharmila Bhattacharya, Ph.D., scientifique supérieur à la NASA et un auteur d'étude. « Les résultats d'aujourd'hui prouvent que la microgravité peut exercer des effets spectaculaires sur le coeur, proposer que l'intervention médicale puisse être nécessaire pour le voyage dans l'espace de long-durée, et la remarque à plusieurs sens pour le développement thérapeutique. »

Les mouches à fruit sont les modèles étonnant bons pour étudier le coeur humain. La part presque 75% d'insectes des gènes de pathogène trouvés chez l'homme, et leurs coeurs en forme de tube reflètent une version tôt à nous ; ce qui commence comme tube quand nous sommes dans l'utérus et les plis postérieurs dans les quatre chambres desquelles nous sommes au courant. Heureusement, les mouches à fruit sont également en grande partie indépendantes. Toute la nourriture que les mouches requises pour la durée du déclenchement ont été contenues dans des cadres spéciaux a conçu pour cette étude ; permettre aux astronautes occupés de se concentrer sur d'autres tâches.

Voyage à l'espace

Dans l'étude, les scientifiques ont envoyé l'offre spéciale « mouche exhalée enferme dans une boîte » contenir des fioles remplies de quelques mouches à fruit femelles et mâles à l'ISS pour une orbite longue un. Tandis que dans l'espace, ces mouches ont produit des centaines de bébés qui ont remarqué trois semaines de microgravité ; l'équivalent humain de trois décennies. Les mouches à fruit qui étaient nées dans l'espace sont revenues à la terre par l'intermédiaire d'un amerrissage hors de la côte de Basse-Californie. Un membre de l'équipe scientifique a recherché les mouches du port de Long Beach et ; très soigneusement ; a piloté les spécimens au campus de Sanford Burnham Prebys à La Jolla, la Californie.

Par le passé les mouches ont obtenu au laboratoire, les scientifiques ont jailli dans l'action. Des examens de la fonction cardiaque ont dû être passés dans un délai de 24 heures du renvoi à la terre ainsi la densité ne nuirait pas les résultats. Les chercheurs ont travaillé vingt-quatre heures sur vingt-quatre pour mesurer les mouches

capacité de monter une éprouvette ; pour capter des vidéos des coeurs battants pour mesurer la contractilité et la fréquence cardiaque ; et pour préserver le tissu pour de futures analyses génétiques et biochimiques, y compris les modifications d'expression du gène de mappage qui se sont produites au coeur.

Tissu considérable transformant

Ce travail a indiqué que l'espace vole a eu de plus petits coeurs qui étaient moins contractiles ; réduisant leur capacité de pomper le sang et reflétant des sympt40mes vus dans les astronautes. Le tissu cardiaque a également subi la retouche considérable. Par exemple, les fibres musculaires normalement parallèles sont devenues contact mauvais et détruit avec les structures fibreuses environnantes qui permettent au coeur de produire de la force ; ayant pour résultat le pompage nui.

« Au coeur normal de mouche, les fibres musculaires fonctionnent comme vos doigts quand elles serrent un tube de dentifrice. Dans l'espace vole, la contraction était comme l'essai d'obtenir le dentifrice à l'extérieur par l'enfoncement au lieu du serrage, » explique Ocorr. « Pour des êtres humains, ceci a pu être un grand problème. »

À la surprise des scientifiques, la matrice extracellulaire fibreuse (ECM) entourant le coeur de l'espace vole était sensiblement réduite. Après des blessures de coeur telles qu'une crise cardiaque, ce tissu de soutien est souvent surproduit et nuit la fonction cardiaque. Pour cette raison, l'effet entre la contre-mesure électronique et le coeur est un domaine de recherche actif pour des scientifiques de coeur.

« Nous étions très enthousiastes pour trouver que plusieurs protéines de Contre-mesure-interaction qui dysregulated dans l'espace vole, » dit Rolf Bodmer, Ph.D., directeur et professeur dans le développement de, le vieillissement et le   de programme de régénération à Sanford Burnham Prebys et à auteur de Co-sénior de l'étude. « Ces protéines n'étaient pas précédemment sur le radar des chercheurs de coeur, ainsi ceci pourrait accélérer le développement des traitements qui améliorent la fonction cardiaque en réduisant la fibrose. »

Le sommet de l'iceberg

Ocorr et Bodmer sont analyser encore occupé génétique et les caractéristiques moléculaires de ceci étudient et croient que ces analyses sont le « sommet de l'iceberg » pour ce type de recherche. Les problèmes de vision sont courants dans les astronautes, ainsi les scientifiques analysent également le tissu d'oeil de l'espace vole. Un autre centre d'intérêt associe aux bébés des mouches qui étaient nées dans l'espace, qui aiderait à indiquer tous les effets hérités de vol spatial. Tandis que la santé d'astronaute est le but premier, les gens sur terre peuvent éventuel être les bénéficiaires les plus grands de ce travail pilote.

« Je suis confiant que la recherche de cardiopathie aille tirer bénéfice des analyses que nous gagnons de ces vols, » dit Ocorr. « Comprenant comment les fonctions cardiaques dans l'espace va également nous enseigner davantage au sujet de la façon dont les travaux cardiaques et peuvent se briser sur terre. »

Source:
Journal reference:

Walls, S., et al. (2020) Prolonged Exposure to Microgravity Reduces Cardiac Contractility and Initiates Remodeling in Drosophila. Cell Reports. doi.org/10.1016/j.celrep.2020.108445.