Cedera Ginjal Akut di antara orang Afrika-Amerika dengan Ciri dan Penyakit Sel Sabit

Cacat Mitokondria Dapat Menjelaskan Masalah Kesehatan yang Teramati dalam Perjalanan Luar Angkasa

[ad_1]

Newswise – CHAPEL HILL, NC – 25 November 2020 – Agar eksplorasi luar angkasa berhasil, kita perlu memahami dan mengatasi penyebab mendasar dari masalah kesehatan yang diamati pada astronot yang telah menghabiskan waktu lama jauh dari Bumi. Masalah ini termasuk hilangnya massa tulang dan otot, disfungsi kekebalan, serta masalah jantung dan hati. Menggunakan data yang dikumpulkan dari sejumlah sumber yang berbeda, tim multidisiplin yang dipimpin oleh para ilmuwan NASA melaporkan penemuan benang umum namun mengejutkan yang mendorong kerusakan ini: disfungsi mitokondria.

Para peneliti, yang mempublikasikan karyanya di jurnal Sel, menggunakan pendekatan sistem untuk melihat perubahan luas yang mempengaruhi fungsi biologis.

“Kami mulai dengan menanyakan apakah ada semacam mekanisme universal yang terjadi dalam tubuh di luar angkasa yang dapat menjelaskan apa yang telah kami amati,” kata penulis senior Afshin Beheshti, peneliti utama dan ahli bioinformatika di KBR di Divisi Biosains Luar Angkasa National. Badan Penerbangan dan Antariksa (NASA), peneliti tamu di Broad Institute, dan wakil presiden di Tim Riset Internasional COVID-19 (COV-IRT). “Apa yang kami temukan berulang kali adalah bahwa ada sesuatu yang terjadi dengan regulasi mitokondria itu. membuang segalanya dengan kacau. “

Mitokondria adalah organel sel yang menghasilkan sebagian besar energi kimia yang dibutuhkan sel untuk reaksi biokimia yang kita semua bergantung pada kehidupan. Energi kimia ini disimpan dalam molekul kecil yang disebut adenosine triphosphate (ATP), mesin molekuler yang merevolusi proses biologis seperti kontraksi otot dan propagasi impuls saraf.

Untuk mengimplikasikan disfungsi mitokondria, para peneliti menganalisis data yang diperoleh dari platform GeneLab NASA, database komprehensif yang mencakup data dari studi hewan, Studi Kembar NASA, dan sampel yang dikumpulkan dari 59 astronot selama beberapa dekade perjalanan luar angkasa. Banyak ilmuwan yang berpartisipasi dalam penelitian ini terlibat dengan Kelompok Kerja Analisis GeneLab, yang diambil dari institusi di seluruh dunia. Platform tersebut berisi berbagai data biologis yang terkait dengan perubahan dalam jaringan dan sel yang terjadi karena efek gabungan dari radiasi ruang angkasa dan gayaberat mikro, termasuk data proteomik, metabolomik, transkriptomik, dan epigenomik.

Para peneliti menggunakan pendekatan yang tidak bias untuk mencari korelasi yang dapat menjelaskan perubahan luas yang diamati. “Kami membandingkan semua jaringan berbeda ini dari tikus yang terbang di luar angkasa pada dua misi berbeda, dan kami melihat bahwa disfungsi mitokondria terus bermunculan,” kata Beheshti. “Kami melihat masalah di hati, dan melihat itu disebabkan oleh jalur yang terkait dengan mitokondria. Kemudian kami melihat masalah di mata dan melihat jalur yang sama. Saat itulah kami menjadi tertarik untuk melihat lebih dalam. “

Jonathan Schisler, PhD, asisten profesor farmakologi dan patologi & kedokteran laboratorium di Fakultas Kedokteran UNC, adalah salah satu penulis senior makalah ini.

“Studi khusus ini adalah contoh yang bagus tentang apa yang dapat dicapai oleh tim sains,” kata Schisler, yang juga anggota UNC McAllister Heart Institute. “Lab saya berfokus pada integrasi data genomik-biologis yang kompleks untuk menjelaskan hubungan antara fungsi biologis yang kompleks dan penyakit. Jadi keahlian kami sangat cocok untuk kolaborasi ini dengan NASA. “

Supresi mitokondria, serta kompensasi berlebih yang terkadang dapat terjadi karena supresi tersebut, dapat menyebabkan banyak respons organ sistemik. Mereka juga dapat menjelaskan banyak perubahan umum yang terlihat pada sistem kekebalan.

Menggunakan penemuan mereka dari tikus sebagai titik awal, para peneliti kemudian melihat apakah mekanisme yang sama dapat terlibat dengan manusia di luar angkasa. Memeriksa data dari studi NASA Twin, di mana si kembar identik Scott dan Mark Kelly diikuti dari waktu ke waktu, yang pertama di Stasiun Luar Angkasa Internasional dan yang terakhir di darat, mereka melihat banyak perubahan dalam aktivitas mitokondria. Beberapa dari perubahan ini dapat menjelaskan perubahan dalam distribusi sel kekebalan yang terjadi di Scott selama setahun di luar angkasa. Mereka juga menggunakan data fisiologis serta sampel darah dan urin yang telah dikumpulkan dari lusinan astronot lain untuk memastikan bahwa mitokondria dalam jenis sel yang berbeda telah ditekan.

“Saya sangat terkejut melihat bahwa mitokondria sangat penting, karena mereka tidak ada di radar kami,” kata Beheshti. “Kami fokus pada semua komponen hilir tetapi belum membuat koneksi ini.” Dia menambahkan bahwa disfungsi mitokondria juga dapat membantu menjelaskan masalah umum lainnya dengan perjalanan ruang angkasa yang lama — ritme sirkadian yang terganggu. Sejak tim pertama kali melaporkan temuan mereka di NASA, ilmuwan NASA lainnya telah mulai membuat hubungan antara perubahan mitokondria dan masalah kardiovaskular terkait ruang angkasa.

Schisler menambahkan, “Kami sekarang dapat mengajukan pertanyaan yang lebih spesifik mengenai hubungan antara fungsi mitokondria dan penerbangan luar angkasa. Salah satu aspek yang menantang dari biologi mitokondria adalah diskusi ayam dan telur. Apakah perubahan fungsi mitokondria yang dihasilkan dari bagian lain dari sel tidak bekerja dengan benar , atau apakah unsur-unsur ruang secara langsung berdampak pada mitokondria? Sangat menarik bahwa penelitian kami membuka pintu untuk desain penanggulangan khusus mitokondria yang dapat meniadakan dampak gayaberat mikro dan radiasi pada sel-sel tubuh kita untuk menghasilkan energi. “

Sehubungan dengan makalah ini, dan sekali lagi dengan kelompok penelitian konsorsium besar, Schisler ikut menulis artikel pendamping di Laporan Sel yang menjelaskan bagaimana tindakan penanggulangan berbasis molekuler dapat melindungi jaringan dari kerusakan yang disebabkan oleh penerbangan luar angkasa.

“Penelitian di masa depan akan dibangun di atas kedua studi ini, memungkinkan kita untuk melindungi astronot kita dari dampak patofisiologis penerbangan luar angkasa pada tubuh manusia sehingga kita dapat mencapai tujuan kita untuk sampai ke Mars,” kata Schisler.

Harapannya adalah bahwa sekarang masalah mitokondria telah diidentifikasi sebagai penyebab dari begitu banyak risiko kesehatan yang terkait dengan perjalanan ruang angkasa, tindakan pencegahan dapat dikembangkan untuk mengatasinya. “Ada banyak obat yang disetujui untuk berbagai gangguan mitokondria, yang akan membuatnya lebih mudah untuk digunakan dalam aplikasi ini,” kata Beheshti. “Hasil yang paling rendah sekarang adalah menguji beberapa obat ini dengan model hewan dan sel di luar angkasa.”

Baca lebih lanjut tentang Schisler’s kolaborasi dengan NASA.

Pekerjaan ini didukung oleh Proyek GeneLab di Pusat Penelitian Ames NASA, melalui Program Biologi Luar Angkasa NASA di Divisi Penelitian dan Aplikasi Ilmu Fisika dan Kehidupan Antariksa (SLPSRA); Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional; Institut Kesehatan Nasional; South Carolina Mendirikan Program untuk Merangsang Penelitian Kompetitif; Asosiasi Jantung Amerika; dan Elemen Penanggulangan Kesehatan Manusia dari Program Penelitian Manusia NASA.


Diposting Oleh : https://totohk.co/

About the author