Pour faire embarquer les tissus à bord de la mission SpaceX CRS-20, lancée en mars 2020 à destination de la station spatiale, Tsui dit qu’il a dû transporter à la main les chambres tissulaires dans un avion jusqu’en Floride et continuer à prendre soin des tissus pendant un mois au Kennedy Space Center. Tsui est maintenant scientifique chez Tenaya Therapeutics, une entreprise spécialisée dans la prévention et le traitement des maladies cardiaques.
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Une fois les tissus sur la station spatiale, les scientifiques ont reçu des données en temps réel pendant 10 secondes toutes les 30 minutes sur la force de contraction des cellules, connue sous le nom de forces de contraction, et sur tout modèle de battement irrégulier. L’astronaute Jessica Meir, Ph.D., M.S. Les chercheurs ont modifié les nutriments liquides entourant les tissus une fois par semaine et ont conservé les tissus à des intervalles spécifiques pour une lecture génétique et des analyses d’imagerie ultérieures.
L’équipe de recherche a conservé un ensemble de tissus cardiaques développés de la même manière sur Terre, hébergés dans le même type de chambre, pour les comparer avec les tissus dans l’espace.
Lorsque les chambres à tissus sont revenues sur Terre, Tsui a continué à conserver et à collecter des données sur les tissus.
« Une quantité incroyable de technologies de pointe dans les domaines des cellules souches et de l’ingénierie tissulaire, des biocapteurs et de la bioélectronique, et de la microfabrication ont été utilisées pour assurer la viabilité de ces tissus dans l’espace », explique Kim, dont l’équipe a développé la puce tissulaire pour ce projet et les suivants.
Devin Mair, Ph.D., ancien doctorant dans le laboratoire de Kim et aujourd’hui chercheur postdoctoral à Johns Hopkins, a ensuite analysé la capacité des tissus à se contracter.
En plus de perdre de la force, les tissus du muscle cardiaque dans l’espace ont développé des battements irréguliers (arythmies) – des perturbations qui peuvent provoquer une défaillance du cœur humain. Normalement, le temps entre deux battements cardiaques est d’environ une seconde. Dans les tissus à bord de la station spatiale, ce temps est devenu presque cinq fois plus long que dans les tissus terrestres, même si le temps entre les battements est revenu presque à la normale lorsque les tissus sont revenus sur Terre.
Les scientifiques ont également découvert que dans les tissus envoyés dans l’espace, les sarcomères – les faisceaux de protéines des cellules musculaires qui les aident à se contracter – sont devenus plus courts et plus désordonnés, une caractéristique des maladies cardiaques humaines.
De plus, les mitochondries productrices d’énergie dans les cellules envoyées dans l’espace sont devenues plus grandes, plus rondes et ont perdu les plis caractéristiques qui aident les cellules à utiliser et à produire de l’énergie.
Enfin, Mair, Eun Hyun Ahn, Ph.D. – professeure adjointe de recherche en génie biomédical – et Zhipeng Dong, doctorant à Johns Hopkins, ont étudié la lecture des gènes dans les tissus hébergés dans l’espace et sur Terre. Les tissus de la station spatiale ont montré une production accrue de gènes impliqués dans l’inflammation et les dommages oxydatifs, également caractéristiques des maladies cardiaques.
« Beaucoup de ces marqueurs de dommages oxydatifs et d’inflammation sont systématiquement démontrés dans les analyses post-vol.
