Una investigación de la NASA revela lo que le ocurre al cuerpo humano en el espacio

Los resultados del histórico Estudio de Gemelos de la NASA revelan datos interesantes, sorprendentes y tranquilizadores sobre cómo un cuerpo humano en el espacio se adaptó a ese entorno extremo

Los resultados se publicaron en Science, que puedes leer aquí.

El Estudio de los Gemelos proporciona la primera visión biomolecular integrada sobre cómo el cuerpo humano responde al entorno de los vuelos espaciales, y sirve como escalón genómico para comprender mejor cómo mantener la salud de la tripulación durante las expediciones humanas a la Luna y Marte.

Los astronautas jubilados de la NASA Scott Kelly y su hermano gemelo idéntico Mark, participaron en la investigación, realizada por el Programa de Investigación Humana de la NASA. Mark proporcionó una línea de base para la observación en la Tierra, y Scott proporcionó un caso de prueba comparable durante los 340 días que pasó en el espacio a bordo de la Estación Espacial Internacional para las Expediciones 43, 44, 45 y 46. Scott Kelly se convirtió en el primer astronauta estadounidense en pasar casi un año en el espacio.

J.D. Polk, jefe de Salud y Medicina de la sede central de la NASA, dijo:

«El Estudio de Gemelos ha sido un paso importante hacia la comprensión de la epigenética y la expresión genética en los vuelos espaciales humanos.

«Gracias a los hermanos gemelos y a un grupo de investigadores que han trabajado incansablemente, los valiosos datos recogidos en el Estudio de Gemelos han contribuido a informar sobre la necesidad de una medicina personalizada y su papel en el mantenimiento de la salud de los astronautas durante la exploración del espacio profundo, a medida que la NASA avanza hacia la Luna y viaja hacia Marte».

Los principales resultados del Estudio de Gemelos de la NASA incluyen hallazgos relacionados con los cambios en la expresión génica, la respuesta del sistema inmunitario y la dinámica de los telómeros. Otros cambios señalados en el documento integrado incluyen la reordenación de cromosomas rotos en inversiones cromosómicas y un cambio en la función cognitiva. Muchos de los hallazgos coinciden con los datos recogidos en estudios anteriores, y con otras investigaciones en curso.

Los telómeros de los glóbulos blancos de Scott, que son biomarcadores del envejecimiento en el extremo de los cromosomas, eran inesperadamente más largos en el espacio y luego más cortos tras su regreso a la Tierra, con una longitud media de telómeros que volvía a la normalidad seis meses después. En cambio, los telómeros de su hermano se mantuvieron estables durante todo el periodo. Dado que los telómeros son importantes para la estabilidad del genoma celular, está previsto realizar estudios adicionales sobre la dinámica de los telómeros en futuras misiones de un año para ver si los resultados se repiten en misiones de larga duración.

Un segundo hallazgo clave es que el sistema inmunitario de Scott respondió adecuadamente en el espacio. Por ejemplo, la vacuna contra la gripe administrada en el espacio funcionó exactamente igual que en la Tierra. Un sistema inmunitario en pleno funcionamiento durante las misiones espaciales de larga duración es fundamental para proteger la salud de los astronautas de los microbios oportunistas del entorno de la nave espacial.

Un tercer hallazgo significativo es la variabilidad de la expresión génica, que refleja cómo reacciona un cuerpo a su entorno y ayudará a informar sobre cómo la expresión génica está relacionada con los riesgos para la salud asociados a los vuelos espaciales. Durante su estancia en el espacio, los investigadores observaron cambios en la expresión de los genes de Scott, la mayoría de los cuales volvieron a la normalidad tras seis meses en la Tierra.

Sin embargo, un pequeño porcentaje de genes relacionados con el sistema inmunitario y la reparación del ADN no volvieron a la línea de base tras su regreso a la Tierra. Además, los resultados identificaron genes clave para su uso en el seguimiento de la salud de los futuros astronautas y el posible desarrollo de contramedidas personalizadas.

Jennifer Fogarty, científica jefe del Programa de Investigación Humana del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston, dijo:

«Durante los vuelos espaciales se producen una serie de cambios fisiológicos y celulares.

«Sólo hemos arañado la superficie del conocimiento sobre el cuerpo en el espacio. El estudio de los gemelos nos proporcionó la primera visión molecular integrada de los cambios genéticos y demostró cómo el cuerpo humano se adapta y se mantiene robusto y resistente incluso después de pasar casi un año a bordo de la Estación Espacial Internacional. Los datos obtenidos de investigaciones integradas como el Estudio de Gemelos de la NASA se explorarán durante años».

Parte de la misión de un año que ha batido el récord, el Estudio de Gemelos de la NASA incorporó 10 investigaciones para avanzar en la misión de la NASA y beneficiar a toda la humanidad. Scott participó en una serie de estudios biomédicos, incluyendo la investigación sobre cómo el cuerpo humano se ajusta a los peligros conocidos, como la ingravidez y la radiación espacial.

Mientras tanto, Mark participó en estudios paralelos en la Tierra para ayudar a los científicos a comparar los efectos del espacio en un cuerpo hasta el nivel celular. Los resultados representan 27 meses de recogida de datos.

El Estudio de Gemelos ayudó a establecer un marco de investigación colaborativa que sirve de modelo para futuras investigaciones biomédicas. Los investigadores principales de la NASA y de las universidades de investigación de todo el país iniciaron un intercambio de datos y descubrimientos sin precedentes.

Con el apoyo de 84 investigadores en 12 lugares de ocho estados, los datos de este complejo estudio se canalizaron en un estudio inclusivo, proporcionando la visión molecular más completa e integrada hasta la fecha de cómo un humano responde al entorno de los vuelos espaciales.

Aunque es significativo, es difícil sacar conclusiones para todos los humanos o futuros astronautas a partir de un solo sujeto de prueba en el entorno de los vuelos espaciales.

Craig Kundrot, director de la División de Investigación y Aplicación de las Ciencias Físicas y de la Vida en el Espacio en la sede de la NASA dijo:

«Hasta donde sabemos, este equipo de equipos ha realizado un estudio sin precedentes por su alcance a través de los niveles de la biología humana: desde los análisis moleculares de las células humanas y el microbioma hasta la fisiología humana y la cognición.

«Este artículo es el primer informe de este estudio altamente integrado que comenzó hace cinco años cuando los investigadores se reunieron por primera vez. Esperamos con interés la publicación de análisis adicionales y estudios de seguimiento con futuros miembros de la tripulación, a medida que continuamos mejorando nuestra capacidad de vivir y trabajar en el espacio y nos aventuramos hacia la Luna y hacia Marte.»

Los aspectos únicos del Estudio de Gemelos crearon la oportunidad de realizar una investigación genómica innovadora, impulsando a la NASA en un área de investigación de viajes espaciales que implica un campo de estudio conocido como «ómica», que integra múltiples disciplinas biológicas. Se seguirán estudiando los efectos a largo plazo de las investigaciones, como la que se está llevando a cabo sobre los telómeros.

La NASA cuenta con un riguroso proceso de entrenamiento para preparar a los astronautas para sus misiones, que incluye un régimen de trabajo y estilo de vida minuciosamente planificado mientras están en el espacio, y un excelente programa de rehabilitación y reacondicionamiento cuando regresan a la Tierra.

Gracias a estas medidas y a los astronautas que las cumplen tenazmente, el cuerpo humano sigue siendo robusto y resistente incluso después de pasar un año en el espacio.