Hartveroudering in de ruimte: Klopsnelheid bepalen van cardiomyocyten die gegenereerd zijn uit menselijke stamcellen

Als ruimtevaarders naar de ruimte gaan, zijn er verschillende gevaren zoals straling, microzwaartekracht, isolatie, gesloten omgeving en de afstand tot de aarde (Rehnberg et al., 2023). Wanneer ruimtevaarders zes maanden in het ISS of International Space Station verblijven, kunnen er verschillende problemen optreden waaronder cardiovasculaire veranderingen (Moroni et al., 2022). De ruimtevaarders verouderen sneller in de ruimte ten opzichte van op de aarde (Rehnberg et al., 2023). Hierdoor ontstaan er functionele en structurele veranderingen die in het geval van het hart, hart- en vaatziekten kunnen veroorzaken en uiteindelijk tot een hartstilstand kunnen leiden (OECD, 2023; Rehnberg et al., 2023). Het ISS is het beste en meest complete platform om de effecten van de ruimtevaart op het menselijk lichaam te bestuderen. Doordat niet alle experimenten in de ruimte kunnen worden uitgevoerd, moet er dus in vitro of in vivo onderzoek gebeuren op de aarde waarbij de ruimte wordt nagebootst (Baran et al., 2021). In deze studie wordt er een op video gebaseerde kwantificatiemethode vastgesteld om de klopsnelheid van gegenereerde cardiomyocyten uit menselijke stamcellen, na blootstelling aan gesimuleerde ruimtestressoren, te evalueren. Hiervoor worden er menselijke stamcellen in 2D gekweekt en gedifferentieerd tot cardiomyocyten. Deze worden dan met een micromal omgezet tot sferoïden. Doordat er bij de differentiatie enkele problemen zijn opgetreden, is er overgeschakeld naar een ander protocol waarbij de stamcellen in 2D gekweekt en in 3D gedifferentieerd worden om zo cardioïden te vormen. Hierdoor was er tijdsgebrek waardoor de hartslag van de sferoïden, die blootgesteld zijn aan verschillende ruimtestressoren (straling, temperatuur en microzwaartekracht), niet bepaald is. Met behulp van het nieuwe protocol zijn er wel analyses uitgevoerd onder normale omstandigheden (geen blootstelling aan gesimuleerde ruimtestressoren). Hiervoor worden er video’s gemaakt van de cardioïden met behulp van een Nikon Ti-E Eclipse microscoop. De analyse van de video’s gebeurt met ImageJ en uit deze software kan de hartslag bepaald worden. Uit de analyse van het oppervlak en de omtrek van de sferoïden in functie van de tijd volgt dat beide afnemen gedurende de tijd. Uit de resultaten van de hartslagen van de cardioïden volgt dat de gemiddelde hartslag van de cardioïden 21,36 slagen per minuut is. In de toekomst kan het effect van de gesimuleerde ruimtestressoren op de hartslag nog onderzocht worden.