بخشی از مقاله
مقدمه
نيروي گرانش در طول تاريخ زمين نيرويي با شدت ثابت بوده است. اين يك واقعيت است كه كيفيت و كميت نيروي گرانش با فرآيندهاي بيولوژيكي در ارتباط است. منشاء اين نيرو مركز ثقل زمين مي باشد و بدان معني است كه بر هر چيزي بر روي زمين به طور مستقيم اين نيرو وارد شده و همه چيز را به سوي مركز زمين جذب مي كند[١-٢.] تحقيقات اوليه بر روي سلول هاي انساني در شرايط كاهش نيروي گرانش در اوايل دهه ١٧٩١ از طريق پروژه US Skylab انجام شد.
هدف از اين مطالعات بررسي تغييرات فيزيولوژي و بيوشيميايي در شرايط شبيه سازي شده كاهش نيروي گرانش بر روي زمين و بررسي اثرات آن روي سيستم هاي زنده زيستي، از انسان تا سلول هاي منفرد و نيز بر روي محيط آنها بوده است.
سلول هاي جنيني انساني ٨٣WI از بافت تنفسي كه به مدت تقريبا ٢٣ روز در Skylab III كشت داده شده بودند نرخ رشد، باندهاي كروموزومي و شاخص هاي ميتوزي و چرخه سلولي بدست آمده ايمشابه سلول هاي انساني را از خود نشان دادند[٨-٤.] با اين حال تفاوت هايي بين كشت سلول ها در Skylab III از قبيل مصرف اجزاء سازنده محيط، افزايش غلظت گلوكز در SkylabIII و تغييرات متابوليسمي نسبت به كشت سلول در محيط كشت شرايط روي زمين مشاهده شد. علاوه بر اين ماتريكس خارج سلولي، پوالريزيشن سلول ها و برهمكنش هاي سلول- سلول بين دو محيط فوق تفاوت داشت
اتصالاتت سلولی در شرایط القاء كاهش نیروي گرانش
فرآيندهاي متنوع سلولي از جمله سيگنال هاي وابسته به كلسيم، ارتباطات بين سلول ها، برهمكنش هاي متعدد بين ليگاند – رسپتور و مورفولوژي سلول ها توسط نيروي گرانش كنترل مي شود[٩.] همچنين جذب اجزاي سازنده و ذرات در شرايط شبيه سازي شده كاهش نيروي گرانش در سلول هاي محيط كشت بستگي به سايز و شكل هندسي ذرات سازنده دارد. محيط خارجي و محرك هاي فيزيكي نيز نقش كليدي در تكثير و تمايز سلولي ايفا مي كند[٣.]
كاهش نیروي گرانش و كشت سلولی
در مطالعه أي بر روي سلول هاي بدخيم ٩MCF در پستانداران كه در شرايط كاهش نيروي گرانش كشت داده شد تغييراتي در ساختارهاي سلولي، عملكرد و كاهش گسترش سلولي به دنبال اتصالات سست در پيش هسته هاي شبكه سيتوكراتين مشاهده شد
پاسخ هاي اتصال سلولي به نيروي گرانش در In vitro از طريق شاخصه هاي مدل هاي كششي چون مدل كششي در سيتو اسكلت مشخص مي شود[١١.]سلول ها و بافت هاي كشت داده شده در شرايط كاهش نيروي گرانش رفتاري مشابه سلول ها و بافت هاي متناظر داخل بدن در شرايط In vivo نشان دادند كه اين امر نتيجه كاهش نيروي گرانش اطراف محيط كشت است.
به عنوان مثال سلول هاي كارسينوماي پانكراتيت كه در محيط با القاء كاهش نيروي گرانش كشت داده شده بودند،رفتاري مشابه همتايان خود در شرايط In vivo مثل هتروژنيسيتي، ساختار سلولي و پارامترهاي بيولوژيكي نشان دادند.[١١-١٢] رفتارهاي سلولي چون ارتباطات بين سلول ها، فرآيندهاي متابوليك و پيشرفت چرخه سلولي مي تواند در محيط كشت هاي تيپيك تغيير كند كه به علت بازگشت پذير شدن تمايز در رده هاي سلولي تمايز يافته كشت داده شده در محيط كشت دو بعدي است اما كشت همين سلول ها در شرايط القاء كاهش نيروي گرانش در اطراف محيط كشت، القاء اتصاالت بين سلولي و نيز اتصاالت سلول-ماتريكس را در پي داشت كه به سوي كشت سه بعدي پيش رفت
سیستم ایمنی در شرایط كاهش نیروي گرانش
تحقيقات روي اثرات كاهش نيروي گرانش بر روي سلول هاي سيستم ايمني چون لوكوسيت هاي موش در شاتل فضايي - ISS و نيز سفينه روسي - نشان داد كه ميتوژنز سلول هاي لنفوسيت و Tسيتوتوكسيك مهار شد. همچنين كاهش سيتوكاين هاي توليدي از سلول هاي T سيتوتوكسيك و تغييراتي در عملكرد و نسبت أنواع زير مجموعه هاي سلول هاي T مشاهده شد. در مقابل تجمع سيتوكاين ها در سلول هاي طحال و تيموس از جوندگاني كه در شرايط فضايي قرار داشتند مشاهده گرديد
تحقيقات ديگر روي اثرات كاهش نيروي گرانش بر روي زمين روي سلول هاي سيستم ايمني نشان داد كه ١IL،٨ILو ٦IL، فاكتور نكروزه دهنده تومور - - TNF ، اينترفرون هاي آلفا و گاما تجمع پيدا مي كنند و تحقيقات قبلي را تاييد مي كنند[
بر خلاف مطالعات فوق كاهش تجمع جهش ها و كاهش نرخ سرطان در فضانوردان مشاهده شد
نتیجه گیري
در شرايط كاهش نيروي گرانش، سلول هاي كشت داده شده به حالت چند سلولي متصل شده و ساختار ٨بعدي إيجاد مي كنند.كاهش نيروي گرانش اثرات متنوعي روي رشد سلول ها و عملكرد آنها، بيان ژن ها، محصوالت و فاكتورهاي محلول ، سيگنال هاي سلولي و سازماندهي سيتواسكلت دارد. با توجه به رويكردها و آناليز هاي تحليلي به دست آمده از بررسي هاي مبتني بر مطالعات فضايي، به نظر مي رسد كه كاهش نيروي گرانش مي تواند به عنوان تكنولوژي ضد توموري و متد درماني به كار برده شود.
