Conquista espacial: la radiación y la gravedad afectan el hígado, el corazón, la vista y el ADN de los astronautas

para explorar el cosmos. Para analizar cómo afectan estos viajes a la función celular, se publicaron una serie de artículos de investigación en Cell, iScience, Cell Reports, y Patterns, donde diferentes especialistas ofrecen una nueva perspectiva sanitaria.

Los trabajos se nutren de la herramienta GeneLab de la NASA, en cuya base de datos se recopila el impacto que la radiación y la microgravedad tienen sobre la biología humana. Mediante el análisis de Big Data, la ciencia ómica se propone hallar una solución para llegar a Marte o establecer una base lunar.

A través de las sucesivas misiones se logró comprobar que al regresar, muchos astronautas presentaban problemas de salud similares al estrés geriátrico. Lo que incluye pérdida de masa ósea y muscular, problemas del sistema nervioso central, disfunción inmunológica y deterioro de la visión.

En tres investigaciones se detectó que el efecto de la microgravedad provoca reacciones químicas en el organismo, siendo la función hepática una de las más comprometida, ya que el hígado se vuelve graso e inicia un proceso de fibrosis. Además, los viajes espaciales causan alteraciones temporales en los telómeros, los extremos de los cromosomas y el corazón.

Las mitocondrias

Una parte crítica de la maquinaria de producción de energía de una célula, las mitocondrias, según revelan investigadores del Georgetown Lombardi Comprehensive Cancer en Cell, pueden verse afectada a nivel genético, proteico y en el metabolismo de la biología celular, tisular y orgánica.

“Lo que descubrimos una y otra vez fue que algo está sucediendo con la regulación de las mitocondrias que pone todo fuera de control“, advirtió Afshin Beheshti, autor principal del estudio e investigador del Centro Ames de la NASA.

El efecto de la microgravedad es más evidente en células aisladas que en órganos, lo que sugiere que la complejidad del tejido juega un papel esencial en respuesta al estrés relacionado con el espacio.

“Los esfuerzos de investigación de mi grupo se centraron en el tejido muscular de ratones que fueron enviados al espacio y se compararon con otros análisis. Y aunque cada científico estudió tejidos diferentes, todos llegamos a la misma conclusión: que la función mitocondrial se vio deteriorada por los viajes espaciales”, según afirmó Evagelia Laiakis, profesora asociada de oncología en Georgetown Lombardi.

Al producirse un desorden en las mitocondrias, se genera un efecto dominó sobre el hígado, advirtieron. Los investigadores creen que esta disfunción también podría explicar los problemas que tienen los astronautas con los ritmos circadianos alterados (reloj corporal) e incluso problemas cardiovasculares.

Con este conocimiento del impacto de la radiación en las mitocondrias, los médicos podrán adaptar la radioterapia de diferentes maneras para proteger el tejido normal.

Los telómeros

Otra de las exponentes fue Susan Bailey, de la Universidad de Colorado (CSU) recordada por sus estudios sobre el experimento de los gemelos Kelly. Mark permaneció en la Tierra mientras Scott orbitó durante casi un año en la Estación Espacial Internacional (EEI).

En un nuevo enfoque involucró a los astronautas que pasaron unos seis meses en la EEI. A pesar de que la EEI está protegida de algunas radiaciones, se encontró evidencia de daños en el ADN que podrían ser señales de advertencia de posibles efectos en la salud.

“Ahora tenemos una base sobre la que construir: cosas que sabemos que debemos buscar en los futuros astronautas, incluidos los cambios en la longitud de los telómeros y las respuestas al daño del ADN”, dijo Bailey.

Entre los nuevos hallazgos, el equipo de investigación encontró que el estrés oxidativo crónico durante los vuelos espaciales contribuyó al alargamiento de los telómeros. También descubrieron que los astronautas tenían telómeros más cortos después del vuelo espacial que antes.

Los telómeros son “tapas” protectoras en los extremos de los cromosomas -según explica Bailey en Cell- que se acortan a medida que una persona envejece.

Los grandes cambios en su longitud podrían significar que una persona corre el riesgo de un envejecimiento acelerado o las enfermedades que acompañan a la ancianidad, como las cardiovasculares y el cáncer.

“Las células sanguíneas normales están muriendo y tratando de sobrevivir, mientras otras se adaptan a su nuevo entorno. El proceso es similar a lo que sucede con algunos tumores, donde algunas de las células emergen. Eso es lo que creemos que estamos viendo durante vuelos espaciales”, grafica Christopher Mason, profesor asociado de Weill Cornell Medicine. Coautor del ensayo.

Músculo cardíaco

Un estudio que utilizó moscas de la fruta criadas en la EEI, reveló en Cell Reports que sus corazones eran más pequeños y menos eficientes para bombear sangre. Un síntoma que podrían experimentar los astronautas que se asienten en la Luna o en la superficie de Marte durante una misión prolongada.

Los científicos del Sanford Burnham Prebys (SBP) mostraron que, bajo condiciones de la microgravedad, el corazón humano se vuelve más esférico. El vuelo espacial atrofia el músculo cardíaco, reduciendo su capacidad de bombear sangre.

“Iniciamos este estudio para comprender los efectos de la microgravedad en el corazón, y ahora tenemos una hoja de ruta que podemos usar para comenzar a desarrollar estrategias para mantener el corazón de los astronautas fuerte y saludable”, argumentó Karen Ocorr, coautora principal del SBP.

A modo de ejemplo, los expertos indican que, en un corazón de mosca normal, las fibras musculares funcionan como los dedos cuando aprietan un tubo de pasta de dientes. En las moscas espaciales, la contracción era como intentar sacar la pasta presionando hacia abajo en lugar de apretar.

“Antes de establecer una colonia en la Luna o enviar astronautas a Marte es imperativo que comprendamos los efectos de la microgravedad extendida sobre el cuerpo humano”, sostuvo Sharmila Bhattacharya, autora del estudio y científica principal de la NASA, en una declaración.

DD

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