Weltraumflugforschung wirft Licht auf den altersbedingten Muskelverfall auf

Sarcopenie, ein fortschreitender und umfassender Rückgang der Muskelmasse und -stärke, ist bei der Alterung gemeinsam und schätzt, dass bis zu 50% der Menschen ab 80 Jahren betroffen sind. Es kann zu Behinderungen und Verletzungen aus Stürzen führen und ist mit einer geringeren Lebensqualität und einer erhöhten Mortalität verbunden. Abgesehen von Änderungen des Lebensstils gibt es keine klinische Behandlung für Sarkopenie.

Der Weltraumflug mit dem damit verbundenen Fehlen von Schwerkraft und begrenzter Belastung der Muskeln führt zu Muskelschwäche, einem herausragenden Merkmal von Sarkopenie innerhalb kurzer Zeit und bietet eine zeitliche Übersicht über altersbedingte Atrophie-assoziierte Veränderungen des Muskels. Dieses relativ kurze Zeitfenster im Raum bietet ein Mikrogravitationsmodell für die Muskelalterung und eröffnet die Möglichkeit, Sarkopenie zu untersuchen, der sich normalerweise Jahrzehnte dauert, um bei Patienten auf der Erde zu entwickeln.

Siobhan Malany, Maddalena Parafati und ihr Team von der University of Florida, USA, die Veränderungen der Muskeln in der Mikrogravitation zu verstehen, entwickelten SkelettmuskelmikroTissues von Spenderbiopise und starteten sie an die Internationale Space Station (ISS) an Spacex CRS-25. Ihre Ergebnisse wurden heute in veröffentlicht Stammzellenberichte. Die Mikrotisses wurden sowohl von jungen, aktiven Spendern als auch aus älteren, sitzenden Spendern entnommen und in einem automatisierten Mini -Labor kultiviert, das neben der regelmäßigen Fütterung und Überwachung der Kulturen auch die elektrische Stimulation ermöglichte, das Training zu simulieren. Auf der Erde war die Kontraktionsfestigkeit von Mikrotissusen junger, aktiver Personen fast doppelt so viel wie die Stärke von Geweben älterer, sitzender Individuen. Nach nur zwei Wochen im Weltraum tendierten die Muskelkraft, um in den jungen Geweben abzunehmen, und war nun vergleichbar mit der Stärke alter Gewebe. Ein ähnlicher Trend wurde für den Muskelproteingehalt beobachtet, der bei jungen Mikrotissusen auf der Erde im Vergleich zu alten Mikrotissusen höher war, bei der Mikrogravitation jedoch auf Werte, die in alten Geweben gemessen wurden, verringert wurden. Darüber hinaus veränderte sich der Weltraumflug die Genexpression, insbesondere in den jüngeren Mikrotissusen und gestörten zellulären Prozessen, die mit der normalen Muskelfunktion zusammenhängen. Interessanterweise könnte die elektrische Stimulation diese Veränderungen der Genexpression in gewissem Maße abschwächen.

Mithilfe elektrischer Impulse zur Auslösung von Echtzeit-Muskelkontraktionen im Weltraum können wir das Training simulieren und beobachten, wie es hilft, vor einer schnellen Muskelschwächung der Mikrogravitation zu schützen. Dieser technologische Fortschritt bietet einen Einblick in die Art und Weise, wie wir die Muskelgesundheit bei langen Weltraummissionen und letztendlich die Bekämpfung des altersbedingten Muskelverlusts hier auf der Erde bewahren können. „

Siobhan Malany, einer der Hauptforscher

Diese Studie zeigt, dass der Sarcopenie-Muskelabfall innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums im Weltraum modelliert werden kann und den Weg für Follow-up-Studien zu Ursachen und potenziellen Behandlungen für Sarkopenie aus dem Altern oder der Raumfahrt ebnet.

Quellen: