| Abstract: | Exposure to microgravity produces changes in the immunological system at cellular level, as well as in the major physiological systems of the body. Weightlessness suppresses lymphocytic functions involved in the immunity process, such as cell locomotion and expression of antigen. The present study aimed at improving the third prototype of the Microgravity Center/PUCRS 3D-Clinostat, a device used to simulate microgravity environment on Earth, by adding to it electronic components, such as a microcontroller, a rotating speed sensor, temperature and humidity sensors and a Radio Frequency transceiver. These were intended to simplify the operation and increase the performance of the device. The present study also aimed to validate this new version of the 3D-Clinostat by investigating whether the proliferation and viability of lymphocytes are reduced by exposure to rotation, used to simulate microgravity for cells. The third objective of this study was to evaluate the growth of K562 tumor cells in simulated microgravity. The results demonstrated that the electronic components added to the Clinostat improved its performance. The validation study indicated a non-significant change in the proliferation and cellular viability to the mitogen stimulation in 24h of simulated weightlessness (p=0. 146). There was, however, a significant decrease (p= 0. 012) in proliferation and viability after 48h rotation in the 3D-Clinostat with is in accordance with the current scientific literature. A comparison between 24h and 48h of clinorotation indicated a difference between the results (p=0. 003).These findings validated the Microgravity Center 3D-Clinostat as a tool capable of simulating weightlessness on Earth. The results also suggested that the immunological depression associated with spaceflight is not just related to the psychological and physical stresses that the astronaut experiences to during a space mission, but it seems to it also be caused by microgravity per se, which affects the proliferation and cellular viability of immune cells. The results of the experiment with K562 cells showed an increase in their growth (p=0. 007) during microgravity simulation in relation to control values. Future studies have to be done to better clarify the effects of microgravity on tumor immunology.
A exposição à microgravidade acarreta alterações na atividade do sistema imunológico a nível celular, bem como na maioria dos sistemas fisiológicos do organismo. O ambiente desprovido de força gravitacional inibe funções linfocitárias envolvidas no processo de defesa imune do corpo humano, como locomoção celular e expressão de antígenos. O clinostato é uma das ferramentas utilizadas para simular microgravidade na Terra e estudar os seus efeitos em diversas funções fisiológicas do corpo humano. O presente estudo visou aperfeiçoar o terceiro protótipo do Clinostato 3D do Centro de Microgravidade/PUCRS, através da adição de componentes eletrônicos, como, por exemplo, microcontrolador, sensor de velocidade rotacional, sensor de temperatura e umidade e transceiver Rádio Freqüência, a fim de aumentar o seu desempenho e simplificar a sua operação. Este estudo também objetivou validar a nova versão do Clinostato 3D. Para tanto, realizou-se um estudo referente a processos imunológicos, o qual incluiu uma avaliação dos efeitos da microgravidade simulada sobre a proliferação e viabilidade de linfócitos T humanos em estimulação ao mitógeno fitohemaglutinina. O terceiro objetivo deste trabalho foi o de estudar o crescimento de células cancerígenas, utilizando-se o Clinostato 3D do Centro de Microgravidade como simulador de microgravidade. Os resultados do aperfeiçoamento do clinostato mostraram que os componentes eletrônicos implementados aumentaram o desempenho do Clinostato 3D e facilitaram a sua operação. No estudo de validação, não houve decréscimo na proliferação e viabilidade celular em 24h de simulação de microgravidade (p=0,146). Entretanto, ocorreu uma diminuição significativa (p=0,012) na proliferação e viabilidade celular após 48h de rotação no clinostato, o que corrobora pela literatura científica. A comparação dos resultados obtidos na clinorrotação em 24h e 48h revelou uma diferença significativa entre eles (p=0,003).Estes resultados validam o Clinostato 3D do Centro de Microgravidade como uma ferramenta capaz de simular microgravidade na Terra. O presente trabalho indica que a depressão imunológica associada aos vôos espaciais não está somente relacionada ao estresse físico e psicológico que o astronauta está sujeito, mas que esta pode ser causada pela microgravidade em si, a qual afeta a proliferação e a viabilidade celular. Os resultados do experimento com células tumorais K562 mostraram um crescimento significativo em relação ao controle estático (p=0,007), indicando que mais estudos na área de imunidade a tumores em microgravidade são necessários. |
