El histórico estudio de la NASA sobre gemelos revela la resistencia del cuerpo humano en el espacio

Los resultados del histórico Estudio de Gemelos de la NASA, que tuvo lugar entre 2015 y 2016, se publicaron el jueves en Science. El documento integrado, que abarca el trabajo de 10 equipos de investigación, revela algunos datos interesantes, sorprendentes y tranquilizadores sobre cómo un cuerpo humano se adaptó y se recuperó del ambiente extremo del espacio.

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

Los astronautas retirados de la NASA Scott Kelly y su hermano gemelo idéntico Mark, participaron en la investigación, llevada a cabo 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.

“El estudio sobre gemelos ha sido un paso importante para comprender la epigenética y la expresión génica en los vuelos espaciales humanos”, dijo J.D. Polk, director de Salud y Medicina de la sede de la NASA. “Gracias a los hermanos gemelos y a un grupo de investigadores que trabajaron incansablemente juntos, los valiosos datos recopilados del Estudio sobre Gemelos han ayudado a informar 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 se desplaza hacia Marte”.

Los resultados clave del Estudio de Gemelos de la NASA incluyen hallazgos relacionados con los cambios en la expresión génica, la respuesta del sistema inmunológico y la dinámica de los telómeros. Otros cambios observados en el documento integrado incluyen la reorganización de los cromosomas rotos en las inversiones cromosómicas y un cambio en la función cognitiva. Muchos de los hallazgos son consistentes con los datos recolectados en estudios previos y otras investigaciones en curso.

Los telómeros en los glóbulos blancos de Scott, que son biomarcadores del envejecimiento al final de los cromosomas, fueron inesperadamente más largos en el espacio que más cortos después de su regreso a la Tierra, con una duración media de los telómeros que volvió a la normalidad seis meses después. En contraste, los telómeros de su hermano permanecieron estables durante todo el período. Dado que los telómeros son importantes para la estabilidad del genoma celular, se han previsto estudios adicionales sobre la dinámica de los telómeros para futuras misiones de un año a fin de comprobar si los resultados son repetibles para las misiones de larga duración.

Un segundo hallazgo clave es que el sistema inmunológico 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 inmunológico en pleno funcionamiento durante las misiones espaciales de larga duración es fundamental para proteger la salud de los astronautas de los microbios oportunistas en el entorno de las naves espaciales.

Un tercer hallazgo significativo es la variabilidad en la expresión génica, que refleja cómo reacciona un cuerpo a su entorno y ayudará a informar cómo se relaciona la expresión génica con los riesgos para la salud asociados con los vuelos espaciales. Mientras estaban en el espacio, los investigadores observaron cambios en la expresión de los genes de Scott, y la mayoría regresó a la normalidad después de seis meses en la Tierra. Sin embargo, un pequeño porcentaje de los genes relacionados con el sistema inmunológico y la reparación del ADN no volvieron a la línea de base después de su regreso a la Tierra. Además, los resultados identificaron genes clave a utilizar para monitorear la salud de futuros astronautas y desarrollar potencialmente contramedidas personalizadas.

“Durante los vuelos espaciales se producen varios cambios fisiológicos y celulares”, dijo Jennifer Fogarty, jefa científica del Programa de Investigación Humana del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston. “Sólo hemos rasguñado la superficie del conocimiento sobre el cuerpo en el espacio. El estudio de los gemelos nos dio la primera visión molecular integrada de los cambios genéticos, y demostró cómo un cuerpo humano se adapta y permanece robusto y resistente incluso después de pasar casi un año a bordo de la Estación Espacial Internacional. Los datos capturados de investigaciones integradas como el Estudio de Gemelos de la NASA serán explorados en los años venideros”.

Parte de la misión récord de un año, 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 varios estudios biomédicos, incluyendo investigación sobre cómo el cuerpo humano se adapta 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 recopilación de datos.

El Estudio sobre Gemelos ayudó a establecer un marco de investigación colaborativa que sirve como modelo para la investigación biomédica futura. 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 responde un ser humano al entorno de los vuelos espaciales. Aunque significativo, es difícil sacar conclusiones para todos los humanos o futuros astronautas de un solo sujeto de prueba en el entorno de los vuelos espaciales.

“Hasta donde sabemos, este equipo de equipos ha llevado a cabo un estudio sin precedentes en su alcance en todos los niveles de la biología humana: desde los análisis moleculares de las células humanas y el microbioma hasta la fisiología humana y la cognición”, dijo Craig Kundrot, director de la División de Investigación y Aplicación de Ciencias Físicas y de la Vida Espacial en la sede de la NASA. “Este documento 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 para vivir y trabajar en el espacio y aventurarnos hacia la Luna y Marte”.

Los aspectos únicos del Estudio de los Gemelos crearon la oportunidad para la investigación genómica innovadora, impulsando a la NASA a un área de investigación de viajes espaciales que involucra un campo de estudio conocido como “ómicos”, que integra múltiples disciplinas biológicas. Se seguirán estudiando los efectos a largo plazo de la investigación, como la investigación en curso sobre los telómeros.

La NASA tiene un riguroso proceso de entrenamiento para preparar a los astronautas para sus misiones, incluyendo un estilo de vida y un régimen de trabajo bien 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 se mantiene robusto y resistente incluso después de pasar un año en el espacio.

Para más información sobre el Estudio de Gemelos de la NASA, visite: https://www.nasa.gov/twins-study


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