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Os cientistas explicam porque a viagem espacial enfraquece o sistema imunitário humano

A microgravidade no espaço molesta a fisiologia humana e é prejudicial para a saúde do astronauta, um facto realizado primeiramente durante missões adiantadas de Apollo quando os astronautas experimentaram distúrbios da orelha interna, arritmia do coração, a hipotensão, a desidratação, e a perda de cálcio de seus ossos após suas missões.

Uma das observações as mais impressionantes das missões de Apollo estava aquela apenas sobre a metade dos astronautas tornou-se doente com frios ou outras infecções dentro de uma semana do retorno à terra. Alguns astronautas experimentaram mesmo a re-activação de vírus dormentes, tais como o vírus da varicela.

Estes resultados estimularam estudos nos efeitos da gravidade fraca, ou “microgravidade,” no sistema imunitário, que os cientistas têm explorado por décadas de lançamentos dos foguetes, do curso da canela e de restrições equipados da estação espacial, ou às vezes simulando a gravidade do espaço em laboratórios vinculados a terra.

No último estudo conduzido por um dos primeiros astronautas das mulheres, Millie Hughes-Fulford, o PhD, os pesquisadores em UCSF e a Universidade de Stanford têm mostrado agora que o enfraquecimento do sistema imunitário de um astronauta durante a viagem espacial é provavelmente devido na parte à activação anormal das pilhas imunes chamadas pilhas do regulador de T (Tregs).

Tregs normalmente é provocado para ramp abaixo das respostas imunes quando a infecção já não ameaça e é reguladores importantes de respostas imunes nas doenças que variam do cancro a COVID-19. Em condições da microgravidade, contudo, os pesquisadores encontraram mudanças em Tregs que as preparou para ir trabalhar mesmo antes que o sistema imunitário estêve desafiado. Quando estimularam uma resposta imune em pilhas imunes humanas das amostras de sangue na microgravidade, com um produto químico usado frequentemente na pesquisa para imitar um micróbio patogénico da doença, encontraram que Tregs ajudou a suprimir a resposta imune que foi provocada. Esta descoberta não-antecipado é publicada o 7 de junho em linha nos relatórios científicos da natureza do jornal.

Hughes-Fulford transformou-se o primeiro especialista fêmea da carga útil para orbitar a terra com suas experiências em 1991, e por décadas, até sua morte devido à leucemia em fevereiro, estudou os efeitos da microgravidade na saúde, primeiramente com uma ênfase na osteoporose e mais tarde com um foco no sistema imunitário. Como um pesquisador no centro médico dos casos dos veteranos de San Francisco e um membro da faculdade de UCSF por muito tempo afiliado com o departamento da medicina, Hughes-Fulford mentored os cientistas de espaço de aspiração, incluindo os investigador co-principais deste estudo o mais atrasado da imunologia.

Jordânia Spatz, PhD, um cientista de espaço e estudante de Medicina de UCSF que se transformou co-PI do estudo após a morte de Hughes-Fulford's, notável que como a viagem espacial se torna comercializada cada vez mais e mais comum, se refere sobre o estado de saúde de viajantes do espaço são provável crescer.

Cedo no programa especial, a maioria de astronautas eram novos e extremamente saudáveis, mas agora tendem a ter muito mais treinamento e são mais velhos. Além, independentemente dos astronautas, com a comercialização do vôo espacial haverá muito mais indivíduos mais velhos e menos saudáveis que experimentam a microgravidade. De uma perspectiva médica do espaço, nós vemos que a microgravidade faz muitas coisas ruins ao corpo humano, e nós estamos esperando ganhar a capacidade para abrandar alguns dos efeitos da microgravidade durante a viagem espacial.”

Jordânia Spatz, PhD, cientista de espaço e estudante de Medicina, Universidade da California - San Francisco

O estudo novo avançou uma pesquisa mais adiantada conduzida por Hughes-Fulford, confirmando alguns de seus resultados precedentes das experiências no espaço e na microgravidade simulada, ao contribuir descobertas moleculars adicionais. Hughes-Fulford tinham encontrado mais cedo umas respostas mais fracas dos linfócitos de T do sistema imunitário, alguns de que os micróbios patogénicos específicos do ataque directamente e alguns de que a ajuda orquestra a resposta imune.

“É um whammy dobro,” disse o co-PI Brice Gaudilliere, DM, PhD, um professor adjunto no departamento da anestesia na Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford. “Há um umedecimento de respostas imunes da activação do linfócito de T, mas igualmente uma exacerbação de respostas immunosuppressive por Tregs.” Os pesquisadores igualmente encontraram que “os linfócitos do assassino natural” eram microgravidade simulada inferior menos activa, quando anticorpo-produzir pilhas de B pareceu ser não afectada.

Os pesquisadores simularam a microgravidade em amostras de sangue com especializada, cilíndrico, embarcação de cultura celular com rotação movida a motor, uma ferramenta estabelecida longa da pesquisa da microgravidade, mas o método da análise da único-pilha era original. Os cientistas identificaram pilhas imunes individuais pelo tipo específico e usaram etiquetas do metal e a espectroscopia em massa para detectar e determinar simultaneamente dúzias das proteínas que jogam um papel na função imune, além do que a confirmação previamente identificou testes padrões da activação alterada do gene.

Source:
Journal reference:

Spatz, J.M., et al. (2021) Human immune system adaptations to simulated microgravity revealed by single-cell mass cytometry. Scientific Reports. doi.org/10.1038/s41598-021-90458-2.