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Los viajes espaciales debilitan el sistema inmunitario de los astronautas

La disminución de la fuerza del sistema inmunitario en el espacio podría obstaculizar los planes de viajes espaciales a Marte y la Luna

Viajes espaciales

Los seres humanos tienen planeados increíbles viajes espaciales a destinos como la Luna y Marte. Sin embargo, investigaciones recientes sugieren que los cuerpos humanos podrían no estar preparados para tales aventuras.

Cada vez más estudios revelan que nuestros cuerpos sufren cambios peligrosos al llegar al espacio. El año pasado, un artículo afirmaba que los astronautas sufren una importante destrucción de glóbulos rojos en el espacio, mientras que un estudio reciente sugiere que su sistema inmunitario podría debilitarse.

Los científicos confirmaron, en una investigación publicada en Frontiers in Immunology, que la expresión de los genes (en su mayoría codificadores de proteínas) de los glóbulos blancos cambia rápidamente cuando los astronautas llegan a la Estación Espacial Internacional (ISS).

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Este descubrimiento sobre el estado de los viajeros espaciales podría explicar por qué los astronautas parecen más susceptibles a las enfermedades infecciosas durante su estancia en el espacio.

“Los genes que disminuyen rápidamente al llegar al espacio están implicados en la construcción de la compleja respuesta elaborada por el sistema inmunitario frente a patógenos como los virus”, explicó a Metro la doctora Odette Laneuville, profesora adjunta del Departamento de Biología de la Universidad de Ottawa (Canadá) y autora principal del nuevo estudio.

Para saber qué podría causar ese déficit inmunitario, los investigadores estudiaron la expresión génica en leucocitos (glóbulos blancos) de un grupo de 14 astronautas, entre los que había tres mujeres y 11 hombres, que residieron a bordo de la ISS entre 4,5 y 6,5 meses de 2015 a 2019. Se aislaron leucocitos de 4 mililitros de sangre extraídos a cada astronauta en 10 momentos: una vez antes del vuelo, cuatro veces durante el vuelo y cinco veces al regresar a la Tierra.

“Una inmunidad más débil aumenta el riesgo de enfermedades infecciosas, lo que limita la capacidad de los astronautas para llevar a cabo sus exigentes misiones en el espacio. Si una infección o una afección relacionada con la inmunidad evolucionara hasta un estado grave que requiriera atención médica, los astronautas, mientras estuvieran en el espacio, tendrían un acceso limitado a la atención, la medicación o la evacuación”.

—  Dr. Guy Trudel, médico rehabilitador e investigador del Hospital de Ottawa y profesor del Departamento de Medicina Celular y Molecular de la Universidad de Ottawa (Canadá).

Tras el análisis, se encontraron 15.410 genes expresados diferencialmente en los leucocitos. Entre estos genes, los investigadores identificaron dos grupos, con 247 y 29 genes respectivamente, que cambiaron su expresión a lo largo de la línea temporal estudiada.

Los genes del primer grupo disminuyeron al llegar al espacio y volvieron a aumentar al regresar a la Tierra, mientras que los del segundo grupo siguieron el patrón opuesto. Ambos grupos estaban formados principalmente por genes codificadores de proteínas, pero con una diferencia: su función predominante estaba relacionada con la inmunidad en el caso de los genes del primer grupo, y con estructuras y funciones celulares en el segundo.

Estos resultados sugieren que, cuando alguien viaja al espacio, estos cambios en la expresión génica provocan una rápida disminución de la fortaleza de su sistema inmunitario.

La buena noticia es que los datos muestran que la mayoría de los genes de ambos grupos volvieron a su nivel de expresión anterior al vuelo al cabo de un año de regresar a la Tierra. Normalmente esto ocurre mucho antes: por término medio, en unas pocas semanas. Sin embargo, estos resultados sugieren que los astronautas que regresan corren un riesgo elevado de infección durante al menos un mes después de su llegada a la Tierra.

“La expresión de muchos genes relacionados con las funciones inmunitarias disminuye rápidamente cuando los astronautas llegan al espacio, mientras que ocurre lo contrario cuando regresan a la Tierra tras seis meses a bordo de la ISS”, concluyó Laneuville.

14

astronautas participaron en el nuevo estudio.

Los astronautas a bordo de la ISS sufren a menudo:

-Erupciones cutáneas (descamación, sarpullido, sequedad, enrojecimiento, picor).

-Enfermedades respiratorias (congestión prolongada, rinitis, estornudos, faringitis).

Enfermedades no respiratorias (infección urinaria).

-Desprenden más partículas de virus vivos, como el virus de Epstein-Barr, responsable del herpes zóster.

-Emiten más partículas del virus varicela-zóster, responsable del herpes-simplex-1.

-Se altera la actividad y diferenciación de algunas células inmunitarias en la sangre.

Entrevista

Dra. Odette Laneuville

profesora del Departamento de Biología de la Universidad de Ottawa (Canadá)

P: ¿Qué le llevó a estudiar cómo los viajes espaciales alteran la expresión genética de los glóbulos blancos?

- Nuestra investigación se centra en el desacondicionamiento, que se refiere a la debilidad extrema y la incapacidad para realizar actividades cotidianas como comer, bañarse, etc. El desacondicionamiento puede inducirse prolongando los periodos de reposo en cama y los pacientes son trasladados a centros de rehabilitación donde permanecen hospitalizados hasta que recuperan la autonomía suficiente para volver a casa. Los astronautas que regresan de la Estación Espacial Internacional tras 6 meses en el espacio están desacondicionados, pero en menor grado que los pacientes desacondicionados. Los astronautas representan una oportunidad para estudiar la condición de desacondicionamiento de forma aislada de los problemas médicos (enfermedades, medicamentos, etc.) y para descifrar los mecanismos moleculares implicados en la progresión y la gravedad.

P: ¿Por qué cambia la expresión génica cuando los astronautas llegan a la ISS?

- No conozco la respuesta completa a esta pregunta y nuestros hallazgos se suman a los conocimientos previos. El estrés se asocia a un mayor riesgo de infecciones y los vuelos espaciales son estresantes. Además, la actividad y diferenciación de algunas células inmunitarias, así como los niveles de citoquinas circulantes, se ven alterados en la sangre de los astronautas durante las misiones espaciales. La identificación de genes con funciones relacionadas con la actividad del sistema inmunitario aumenta nuestra comprensión de la respuesta a los patógenos y a los virus latentes en nuestro organismo mientras los astronautas están en el espacio. Anteriormente se habían descrito en astronautas síntomas de infecciones, cambios en la actividad de algunas células inmunitarias y niveles de citocinas en sangre. Nosotros aportamos mecanismos moleculares para explicar esas observaciones.

P: Cuéntenos más sobre los cambios observados.

- Los genes que disminuyen rápidamente al llegar al espacio están implicados en la construcción de la compleja respuesta elaborada por el sistema inmunitario frente a agentes patógenos como los virus. Un sistema inmunitario funcional nos permite permanecer asintomáticos al montar una compleja línea de defensa contra los patógenos. Nos encontramos con virus y otros patógenos a diario. El sistema inmunitario también garantiza que los virus latentes en nuestro cuerpo permanezcan inactivos. En el espacio, parece que la defensa inmunitaria no es suficiente para montar una respuesta inmunitaria y prevenir la infección.

P: ¿Por qué es necesaria la gravedad terrestre para que el sistema inmunitario de los astronautas funcione de forma óptima?

- Una posible respuesta es la evolución, pero es una cuestión difícil de estudiar. Para las futuras misiones a la Luna y más allá, la capacidad del sistema inmunitario para defender el cuerpo contra agentes patógenos tendrá que seguir siendo fuerte, teniendo en cuenta que el espacio es un entorno duro para los seres humanos y el tiempo de permanencia en el espacio será significativo; meses o incluso años. Las estrategias conocidas para mitigar los efectos negativos del espacio en el cuerpo humano, incluidos los efectos en el sistema inmunitario, son principalmente el ejercicio y la nutrición, con una eficacia limitada. Aún no se han descubierto medidas preventivas que permitan al cuerpo humano crear una línea de defensa eficaz contra los agentes patógenos durante su estancia en el espacio. La detección precoz de la infección será probablemente la estrategia para prevenir la evolución de la infección hacia síntomas graves y es crucial para los viajeros espaciales con acceso limitado a cuidados, medicación o evacuación.

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