No es ningún secreto que pasar largos períodos en el espacio afecta al cuerpo humano.

Durante años, la NASA y otras agencias espaciales han estado investigando los efectos de la microgravedad en humanos, animales y plantas a bordo del Estación Espacial Internacional (ISS).

Hasta ahora, la investigación ha demostrado que estar en el espacio durante períodos prolongados provoca atrofia muscular, pérdida de densidad ósea, cambios en la visión, expresión genética y problemas psicológicos.

Conocer estos efectos y cómo mitigarlos es esencial dados nuestros objetivos futuros de exploración espacial, que incluyen misiones de larga duración a la luna, Martey más allá.

Sin embargo, según un experimento reciente Dirigido por investigadores de la Universidad Johns Hopkins y apoyado por el Centro Espacial Johnson de la NASA, parece que a los tejidos del corazón «tampoco les va bien en el espacio».

El experimento consistió en enviar 48 muestras de tejido cardíaco humano obtenido mediante bioingeniería a la ISS durante 30 días.

Como indican en su papelel experimento demuestra que la exposición a la microgravedad debilita el tejido del corazón y debilita su capacidad para mantener los latidos rítmicos. Estos resultados indican que se deben tomar medidas adicionales para garantizar que los humanos puedan mantener su salud cardiovascular en el espacio.

El estudio fue dirigido por Deok-Ho Kim y sus colegas del Departamento de Ingeniería Biomédica en la Universidad Johns Hopkins (BME-JHU) y la Centro JHU de Sistemas Microfisiológicos.

A ellos se unieron investigadores de la Universidad de California en Boulder. Ann y HJ Smead Departamento de Ciencias de la Ingeniería Aeroespacialel Instituto de Células Madre y Medicina Regenerativa (ISCRM) y el Centro de Biología Cardiovascular en la Universidad de Washington, el Instituto Stanford de Células Madre y Medicina Regenerativa, Tecnologías espaciales BioServey el Centro Espacial Johnson de la NASA.

El artículo que detalla sus hallazgos fue publicado ayer (23 de septiembre) en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

Investigaciones anteriores han demostrado que los astronautas que regresan a la Tierra desde la ISS sufren una gran cantidad de efectos sobre la salud consistentes con ciertas condiciones relacionadas con la edad, incluida la función reducida del músculo cardíaco y latidos cardíacos irregulares (arritmias), la mayoría de los cuales se disiparán con el tiempo.

Sin embargo, ninguna de estas investigaciones ha abordado lo que sucede a nivel celular y molecular. Para aprender más sobre estos efectos y cómo mitigarlos, Kim y sus colegas enviaron una plataforma automatizada de «corazón en un chip» a la ISS para su estudio.

Para crear esta carga útil, el equipo se basó en tecnología pluripotente inducida por humanos. células madre ( iPSC), que pueden convertirse en muchos tipos de células, para producir cardiomiocitos (células del músculo cardíaco). Estos tejidos resultantes se colocaron en un chip de tejido miniaturizado diseñado por bioingeniería diseñado para imitar el entorno de un corazón humano adulto.

Luego, los chips recopilarían datos sobre cómo se contraerían rítmicamente los tejidos, imitando cómo late el corazón. Un conjunto de biochips se lanzó a bordo de la misión SpaceX CRS-20 a la ISS en marzo de 2020, mientras que otro se mantuvo en la Tierra como grupo de control.

Una vez en la ISS, el astronauta Jessica Meier Cuidó el experimento, cambiando los nutrientes líquidos que rodean los tejidos una vez por semana mientras preservaba las muestras de tejido a intervalos específicos para que la lectura de genes y los análisis de imágenes pudieran realizarse a su regreso a la Tierra.

Mientras tanto, el experimento envió datos en tiempo real a la Tierra cada 30 minutos (durante 10 segundos a la vez) sobre las contracciones de las muestras de tejido y cualquier patrón de latido irregular (arritmias).

«Una increíble cantidad de tecnología de punta en las áreas de célula madre y la ingeniería de tejidos, los biosensores, la bioelectrónica y la microfabricación se utilizaron para garantizar la viabilidad de estos tejidos en el espacio», dijo Kim en un reciente informe de Hub comunicado de prensa.

Cuando las cámaras de tejido regresaron a la Tierra, él y sus colegas continuaron manteniendo y recopilando datos de las muestras para ver si había algún cambio en su capacidad para contraerse. Además de perder fuerza, los tejidos musculares desarrollaron arritmias, consistentes con enfermedades cardíacas relacionadas con la edad.

En un corazón humano sano, el tiempo entre latidos es de aproximadamente un segundo, mientras que las muestras de tejido duraron casi cinco veces más, aunque volvieron a la normalidad una vez que regresaron a la Tierra.

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El equipo descubrió además que los haces de proteínas de las células del tejido que las ayudan a contraerse (sarcómeros) eran más cortos y más desordenados que los del grupo de control, otro síntoma de enfermedad cardíaca.

Es más, las mitocondrias en las muestras de tejido se hicieron más grandes y redondas y perdieron los pliegues característicos que les ayudan a producir y utilizar energía.

Por último, la lectura de genes en los tejidos mostró una mayor producción de genes relacionada con la inflamación y un desequilibrio de radicales libres y antioxidantes (estrés oxidativo).

Esto no sólo es consistente con las enfermedades cardíacas relacionadas con la edad, sino que también se demuestra consistentemente en los controles posteriores al vuelo de los astronautas. El equipo dice que estos hallazgos amplían nuestro conocimiento científico sobre los efectos potenciales de la microgravedad en la salud humana en el espacio y también podrían avanzar en el estudio del envejecimiento del músculo cardíaco y la terapia en la Tierra.

En 2023, el laboratorio de Kim dio seguimiento a este experimento enviando un segundo lote de muestras de tejido a la ISS para probar medicamentos que podrían ayudar a proteger los músculos del corazón de los efectos de la microgravedad y ayudar a las personas a mantener la función cardíaca a medida que envejecen.

Mientras tanto, el equipo continúa mejorando su sistema de tejido en un chip y se ha asociado con la NASA. Laboratorio de radiación espacial estudiar los efectos de la radiación espacial en los músculos del corazón.

Estas pruebas evaluarán la amenaza que representan los rayos solares y cósmicos para la salud cardiovascular más allá de la órbita terrestre baja (LEO), donde el campo magnético de la Tierra protege contra la mayor parte de la radiación espacial.

Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Lea el artículo original.