Sólo unas 600 personas han viajado alguna vez al espacio. La gran mayoría de los astronautas Durante las últimas seis décadas, han sido hombres de mediana edad en misiones de corta duración, de menos de 20 días.
Hoy, con la entrada en el mercado de proveedores y pilotos de vuelos espaciales privados, comerciales y multinacionales, estamos presenciando una nueva era de vuelos espaciales tripulados. Las misiones han durado desde minutos, horas y días hasta meses.
Mientras la humanidad mira hacia el futuro, Regresando a la Luna En la próxima década, las misiones de exploración espacial serán mucho más largas y habrá muchos más viajeros espaciales e incluso turistas espaciales. Esto también significa que una mayor diversidad de personas experimentará el entorno extremo del espacio: más mujeres y personas de diferentes etnias, edades y estados de salud.
Dado que las personas reaccionan de forma diferente a los factores estresantes y a las exposiciones particulares del espacio, los investigadores en materia de salud espacial, como yo, buscamos comprender mejor los efectos de los vuelos espaciales en la salud humana. Con esa información, podemos determinar cómo ayudar a los astronautas a mantenerse sanos tanto mientras están en el espacio como una vez que regresan a la Tierra.
Como parte de la Estudio histórico de los gemelos de la NASAEn 2019, mis colegas y yo publicamos una investigación innovadora sobre cómo un año a bordo de la Estación Espacial Internacional afecta el cuerpo humano.
soy un Biólogo especialista en cáncer radioterapéutico en el Departamento de Ciencias Ambientales y de la Salud Radiológica de la Universidad Estatal de Colorado. He pasado los últimos años desarrollando esa investigación anterior en una serie de artículos publicados recientemente. publicado en toda la cartera de revistas Nature.
Estos documentos forman parte de la Paquete de manuscritos del Atlas médico y de ómica espacialdatos, protocolos y repositorios que representan la mayor colección jamás reunida sobre medicina aeroespacial y biología espacial. Más de 100 instituciones de 25 países contribuyeron a la publicación coordinada de una amplia gama de datos de vuelos espaciales.
El estudio de los gemelos de la NASA
De la NASA Estudio de gemelos Aprovechó una oportunidad de investigación única.
La NASA seleccionó al astronauta Scott Kelly para la primera misión de un año de la agencia, durante la cual pasó un año a bordo de la Estación Espacial Internacional entre 2015 y 2016. Durante el mismo período, su hermano gemelo idéntico, Mark Kelly, ex astronauta y actual senador estadounidense que representa a Arizona, permaneció en la Tierra.
Mi equipo y yo examinamos muestras de sangre. Recopilamos datos del gemelo en el espacio y de su gemelo genéticamente compatible en la Tierra antes, durante y después del vuelo espacial. Descubrimos que los telómeros de Scott… Las tapas protectoras en los extremos de los cromosomas, de forma muy similar a la punta de plástico que evita que el cordón de un zapato se deshilache, se alargó, de forma bastante inesperada, durante su año en el espacio.
Sin embargo, cuando Scott regresó a la Tierra, sus telómeros se acortaron rápidamente. Durante los meses siguientes, sus telómeros se recuperaron, pero aún eran más cortos después de su viaje que antes de ir al espacio.
A medida que envejecemos, los telómeros se acortan debido a diversos factores, incluido el estrés. La longitud de los telómeros puede servir como indicador biológico de su riesgo de desarrollar enfermedades relacionadas con la edad, como demencia, enfermedades cardiovasculares y cáncer.
En un estudio separadoMi equipo estudió una cohorte de 10 astronautas en misiones de seis meses a bordo de la Estación Espacial Internacional. También teníamos un grupo de control de participantes de la misma edad y sexo que permanecieron en tierra.
Medimos la longitud de los telómeros antes, durante y después del vuelo espacial y nuevamente descubrimos que los telómeros eran más largos durante el vuelo espacial y luego se acortaban al regresar a la Tierra. En general, los astronautas tenían muchos más telómeros cortos después del vuelo espacial que antes.
Uno de los otros investigadores del Estudio de los Gemelos, Cristóbal Masony yo realizó otro estudio de telómeros– esta vez con dos escaladores de montaña gemelos, un entorno extremo bastante similar en la Tierra.
Descubrimos que, mientras escalaban el monte Everest, los telómeros de los escaladores eran más largos y, después de descender, se acortaron. Sus gemelos, que permanecieron a baja altitud, no experimentaron los mismos cambios en la longitud de los telómeros. Estos resultados indican que no es la microgravedad de la estación espacial la que provocó los cambios en la longitud de los telómeros que observamos en los astronautas; es más probable que haya otros culpables, como una mayor exposición a la radiación.
Civiles en el espacio
En nuestro último estudioEstudiamos los telómeros de la tripulación a bordo de la misión Inspiration4 2021 de SpaceX. Esta misión contó con la primera tripulación totalmente civil, cuyas edades abarcaron cuatro décadas. Los telómeros de todos los miembros de la tripulación se alargaron durante la misión, y tres de los cuatro astronautas también mostraron un acortamiento de los telómeros una vez que regresaron a la Tierra.
Lo que resulta particularmente interesante de estos hallazgos es que la misión Inspiration4 duró solo tres días. Por lo tanto, los científicos no solo tienen ahora datos consistentes y reproducibles sobre la respuesta de los telómeros a los vuelos espaciales, sino que también sabemos que se produce rápidamente. Estos resultados sugieren que incluso los viajes cortos, como una escapada de fin de semana al espacio, se asociarán con cambios en la longitud de los telómeros.
Los científicos aún no comprenden por completo el impacto que estos cambios en la longitud de los telómeros tienen en la salud. Necesitaremos más investigaciones para determinar cómo los telómeros largos y cortos pueden afectar la salud a largo plazo de un astronauta.
ARN telomérico
En otro artículoDemostramos que la tripulación de Inspiration4, así como Scott Kelly y los escaladores de montaña de gran altitud, exhibieron niveles aumentados de ARN telomérico, denominado TERRA.
Los telómeros están formados por numerosas secuencias repetitivas de ADN, que se transcriben en TERRA, que contribuye a la estructura de los telómeros y les ayuda a realizar su función.
Junto con los estudios de laboratorio, estos hallazgos nos indican que los telómeros se están dañando durante los vuelos espaciales. Si bien todavía hay mucho que no sabemos, sí sabemos que los telómeros son especialmente sensibles a estrés oxidativo. Por lo tanto, el daño oxidativo crónico que experimentan los astronautas cuando están expuestos a la radiación espacial las 24 horas del día probablemente contribuya a las respuestas teloméricas que observamos.
También escribimos un Artículo de revisión con una perspectiva más futurista. Un mejor conocimiento de los telómeros y del envejecimiento podría ayudar a determinar la capacidad de los humanos no solo para sobrevivir a viajes espaciales de larga duración, sino también para prosperar e incluso colonizar otros planetas. Para ello, los humanos tendrían que reproducirse en el espacio y las generaciones futuras tendrían que crecer en el espacio. No sabemos si eso es posible, todavía.
Telómeros de plantas en el espacio
Mis colegas y yo también contribuimos con otros trabajos al paquete Atlas médico y ómico espacial, entre ellos: Un artículo publicado en Nature CommunicationsEl equipo de estudio, dirigido por el biólogo de Texas A&M Dorothy Shippeny biólogo de la Universidad de Ohio Sarah Wyattdescubrieron que, a diferencia de las personas, las plantas que volaron en el espacio no tenían telómeros más largos durante su estancia a bordo de la Estación Espacial Internacional.
Sin embargo, las plantas aumentaron su producción. producción de telomerasala enzima que ayuda a mantener la longitud de los telómeros.
Como cualquiera que haya visto “El marciano” sabe, las plantas desempeñarán un papel esencial en la supervivencia humana a largo plazo en el espacio. Este hallazgo sugiere que las plantas tal vez estén mejor adaptadas por naturaleza a soportar los factores estresantes del espacio que los humanos.
Susan Bailey es profesor de Oncología y Biología del Cáncer Radioterapéutico en la Universidad Estatal de Colorado. Este artículo se publica nuevamente de La conversación debajo de Licencia Creative Commons. Leer el artículo original.