Mô này sẽ được sử dụng trong hai thí nghiệm - Cardinal Heart 2.0 và Engineered Heart Tissues-2 - để kiểm tra xem các loại thuốc hiện có có thể giúp ngăn ngừa hoặc đảo ngược tác động tiêu cực của chuyến bay vũ trụ lên tim hay không.
Cơ quan tim đang đập được phát triển từ các tế bào gốc đa năng cảm ứng (iPSC). Những tế bào này là một phần của cuộc điều tra Ảnh hưởng của vi trọng lực đối với phản ứng của thuốc bằng cách sử dụng các chất hữu cơ tim (Cardinal Heart 2.0)
Nghiên cứu sẽ chỉ ra rằng, du hành vũ trụ có thể làm tim co lại, vì trong môi trường vi trọng lực, cơ tim không cần phải làm việc vất vả để bơm máu qua các phần trên của cơ thể. Ngoài ra, tim có thể thay đổi hình dạng dưới tác động của vi trọng lực, khi máu di chuyển lên trên, ra khỏi chân và bụng rồi lên đầu và thân mình, khiến tim sưng lên, theo NASA .
Các nghiên cứu cho thấy tim cũng trải qua những thay đổi tế bào liên quan đến lão hóa trong chuyến bay vũ trụ.
Do đó, nghiên cứu này không chỉ quan trọng đối với việc khám phá vũ trụ trong tương lai mà còn có thể dẫn đến các phương pháp điều trị cải tiến đối với bệnh tim và rối loạn chức năng tim do tuổi tác trên Trái đất, Devin Mair, một ứng cử viên tiến sĩ tại Đại học Johns Hopkins, người tham gia vào quá trình thiết kế mô tim, cho biết trong một cuộc họp báo của NASA ngày 14/3.
Các thí nghiệm là một phần của sáng kiến Tissue Chips in Space, một dự án chung của Viện Y tế Quốc gia của Mỹ và Phòng thí nghiệm Quốc gia của Trạm Vũ trụ Quốc tế nhằm tìm hiểu tác động của chuyến bay vũ trụ và vi trọng lực đối với cơ thể con người, theo NASA.
Các mô tim được thiết kế cho 2 thí nghiệm liên quan đến hai thiết bị mang tế bào cơ tim - tế bào cơ tim co bóp - trong các buồng nhỏ chứa đầy chất lỏng.
Các tế bào cơ tim được phát triển từ tế bào gốc và được tạo thành hình dạng 3D trong phòng thí nghiệm. Sau đó, chúng được xâu thành chuỗi giữa hai cột trong mỗi buồng. Một trụ chứa một nam châm di chuyển mỗi khi tế bào cơ co lại. Một cảm biến theo dõi chuyển động của nam châm, cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi sự co cơ trong thời gian thực.
Mair và các đồng nghiệp của ông trước đó đã gửi mô tim lên vũ trụ vào tháng 3 năm 2020 và trong thí nghiệm đó, họ đã quan sát thấy các dấu hiệu cho thấy ty thể của tế bào đang gặp trục trặc, ông cho biết tại cuộc họp báo của NASA.
Ty thể cung cấp năng lượng cho các tế bào và do đó cung cấp nhiên liệu cho quá trình bơm máu của tim, và sự rối loạn chức năng của chúng có liên quan đến nhiều vấn đề về tim, bao gồm nhịp tim không đều và suy tim.
Mair cho biết: “Trong một thử nghiệm được thực hiện trong chuyến đi tới ISS này, nhóm sẽ tiếp tục nghiên cứu về rối loạn chức năng ty lạp thể, cũng như thử nghiệm một số loại thuốc hiện có để xem liệu chúng có ngăn ngừa hoặc đảo ngược các vấn đề hay không. Những loại thuốc này đặc biệt nhắm vào rối loạn chức năng ty thể và các cơ chế ngược dòng dẫn đến rối loạn chức năng này.”
Tương tự, thí nghiệm Cardinal Heart 2.0 sẽ sử dụng các khối mô tim nhỏ, 3D, được gọi là cơ quan tim, để kiểm tra xem các loại thuốc đã được phê duyệt có thể bảo vệ các tế bào tim khỏi tác động của vi trọng lực hay không.
Các chất hữu cơ sẽ được xử lý trước khi tàu vũ trụ Dragon được phóng lên, với mục tiêu ngăn chặn các tác động tiêu cực của vi trọng lực xâm nhập, Dilip Thomas, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Viện Tim mạch Stanford, người có liên quan đến Cardinal Heart 2.0, cho biết tại cuộc họp báo. Những loại thuốc này bao gồm statin và thuốc chống tăng huyết áp được sử dụng cho bệnh suy tim.