Zeitschrift für Stammzellforschung und -therapie

Abstrakt

Auswirkungen simulierter Mikrogravitation auf neurale Stammzellen: Biologische Effekte und metabolische Reaktion

Marianna Silvano, Evelina Miele, Mariacristina Valerio, Luca Casadei, Federica Begalli, Antonio Francesco Campese, Zein Mersini Besharat, Vincenzo Alfano, Luana Abballe, Giuseppina Catanzaro, Maddalena Napolitano, Alessandra Vacca, Isabella Screpanti, Cesare Manetti, Elisabetta Ferretti und Agnese Po

Ziel: Mikrogravitation verursacht häufig Zellschäden und beeinträchtigt den Zellzyklus in einer Vielzahl biologischer Systeme. Da die Auswirkungen auf das neuronale System nur unzureichend erforscht sind, wollten wir Erkenntnisse darüber gewinnen, wie biologische Prozesse wie Zellzyklus, Zellschäden, Stammzelleneigenschaften und Stoffwechselstatus in neuronalen Stammzellen (NSC) involviert sind, wenn sie simulierter Mikrogravitation ausgesetzt sind. Wir wollten auch untersuchen, ob diese Modulationen vorübergehend oder dauerhaft sind, wenn die Zellen wieder normaler Schwerkraft ausgesetzt werden.
Methoden: NSC wurden aus Mauskleinhirnen isoliert und im Rotary Cell Culture System (RCCS) kultiviert, um Mikrogravitation zu simulieren. Wir analysierten Zellzyklus, Stress und apoptotische Reaktion. Wir führten auch eine 1H-NMR-basierte metabolomische Analyse und Bewertung der Stammzelleneigenschaften von NSC in simulierter Mikrogravitation und einmal in der Zellkultur mit Rückkehr zur Normgravitation durch.
Ergebnisse: Biologische Prozesse und Stoffwechselstatus wurden durch simulierte Mikrogravitation moduliert. Zellen wurden in der S-Phase zusammen mit verstärkter Apoptose angehalten. Nach simulierter Mikrogravitation traten bei NSC metabolische Veränderungen auf. Interessanterweise waren diese Modulationen vorübergehend. Tatsächlich kehrten Stammzellenmerkmale und metabolischer Fußabdruck nach einigen Tagen Kultur unter normalen Bedingungen auf das Grundniveau zurück. Darüber hinaus wurde die klonogene Fähigkeit von NSC nicht beeinträchtigt.
Schlussfolgerungen: Unsere Daten legen nahe, dass simulierte Mikrogravitation Auswirkungen auf biologische Prozesse von NSC hat, einschließlich Zellzyklus und Apoptose. NSC erleiden jedoch keinen dauerhaften Schaden.