Medicina en el espacio: lo que la microgravedad puede decirnos sobre la salud humana

Medicina en el espacio: lo que la microgravedad puede decirnos sobre la salud humana
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La microgravedad, o gravedad muy débil, en la Estación Espacial Internacional (EEI) es lo que permite a los astronautas deslizarse y dar un salto mortal sin esfuerzo mientras orbitan la Tierra. También es un entorno útil para obtener información sobre la salud humana, tanto en términos de los impactos de los vuelos espaciales de larga duración como de nuevas perspectivas sobre las enfermedades que afectan a las personas en nuestro planeta.

La investigación biomédica basada en el espacio fue uno de los temas clave discutidos la semana pasada en la Conferencia de I + D de la ISS en Atlanta. Los investigadores destacaron algunos de los trabajos actuales en la Estación Espacial, así como otros estudios que la NASA y el Laboratorio Nacional de la ISS esperan hacer mientras buscan comercializar la órbita terrestre baja. También tienen como objetivo utilizar la EEI como un trampolín para aterrizar de nuevo en la Luna y, finalmente, en Marte.

Como médico certificado en medicina interna y aeroespacial, la astronauta Serena Auñón-Chancellor tiene un gran interés en este trabajo. Ayudó a realizar varios experimentos biomédicos como ingeniera de vuelo a bordo de la EEI durante 197 días durante las Expediciones 56 y 57 en 2018, una experiencia que describió a la audiencia en la conferencia. Científico americano se sentó con Auñón-Chancellor para discutir la investigación que realizó y sus propias experiencias con los impactos que la microgravedad tiene en el cuerpo humano.

(Sigue una transcripción editada de la entrevista.)

¿Qué efectos de la microgravedad experimentaste?

La experiencia es personal para todos. Este fue mi primer vuelo. Aprendí durante años sobre todas las cosas diferentes que le suceden al cuerpo, pero no sabes, hasta que llegues allí, cómo te vas a sentir. Entonces, cuando llegué allí, ciertamente, tu estómago no se siente bien, los primeros días. Simplemente no tienes ganas de comer tanto. Sientes que todo está flotando dentro. Girando la cabeza rápidamente en una dirección y luego en la otra, hubo un pequeño retraso (para que el cerebro se pusiera al día). Pero eso disminuye tan rápido que después de aproximadamente la primera semana, comienzas a pensar: "Está bien, empiezo a sentir que soy normal de nuevo".

Todos vemos cambios en el sistema inmune. Vemos lo que llaman reactivación viral latente (cuando los virus inactivos comienzan a reproducirse), y eso se mide en nuestra saliva. Hemos probado y probado casi todo, desde heces hasta saliva, orina y sangre. Pero es interesante lo rápido que las cosas vuelven casi a la normalidad una vez que bajas a la Tierra.

¿Cuáles son algunas de las preguntas clave sobre cómo la microgravedad impacta la salud humana?

Creo que los desafíos de salud más grandes, ciertamente para misiones de clase de exploración, misiones cada vez más largas, el número uno es la radiación. Estamos bastante bien protegidos en la ISS: el grueso blindaje del vehículo, el campo magnético de la Tierra y la atmósfera brindan protección. Una vez que cambie ese estándar de referencia, con un vehículo diferente, quizás un blindaje más delgado, sin atmósfera, su exposición es mayor. Y tiene un mayor riesgo de eventos de partículas solares en un tránsito largo, digamos a Marte.

La pérdida ósea continua también es una preocupación. ¿Cómo mitigamos eso? Los dispositivos de ejercicio que tenemos en la estación son grandes. Los amamos, pero ¿podemos llevar algo tan grande en el próximo vehículo? Probablemente no. Así que estamos viendo dispositivos para usar en los vehículos que nos llevarán más lejos.

Luego tenemos los efectos en los ojos: los problemas que hemos visto con cambios en la forma del globo ocular en sí, inflamación del nervio óptico, cambios en la visión. No experimenté ninguno de esos, pero ciertamente, hemos tenido otros astronautas que sí. Entonces, es algo que estamos rastreando; estamos tratando de descubrir cómo predecirlo y luego cómo podemos tratarlo si aparece.

Como médico, debe haber sido interesante observar y comparar lo que te sucedió con tus compañeros de tripulación.

Es como el viejo adagio de que hasta que caminas en los zapatos de alguien, realmente no tienes idea. Pero luego te das cuenta, también, de cuán diferentes son los cuerpos de todos. Por ejemplo, lleva tiempo aprender a moverse con gracia en microgravedad. Volé hasta allí con Alex Gerst (de la Agencia Espacial Europea), y este fue su segundo vuelo de larga duración. Y cuando entramos por primera vez en la EEI, recuerdo claramente que dijo: "Guau, mi cuerpo recuerda cómo moverse aquí". Su primer vuelo fue cuatro años antes de eso, pero su cerebro lo recordaba. Había memoria neuronal allí que decía: "Cuando entras en la microgravedad, es un toque ligero aquí, un punto de apoyo ligero aquí. Solo usa tu dedo del pie aquí para mantenerte presionado. Empuja aquí, suavemente. ”Así que él simplemente recordó. Para mí, eso te dice cuán extraordinario es el cerebro al adaptarse a nuevos entornos.

¿Qué hace que la microgravedad sea un lugar tan deseable para llevar a cabo la ciencia biológica?

El crecimiento celular difiere en microgravedad. Los científicos pueden cultivar células como las células endoteliales (que recubren el interior de la sangre y los vasos linfáticos) durante un poco más de tiempo. Crecen de una manera mejor y más tridimensional que cultivarlos en una placa plana en la Tierra, lo que permite a los científicos estudiar diferentes cosas.

La otra cosa que cambia es que es como un proceso de envejecimiento rápido que ocurre en órbita. Entonces observamos todos los marcadores moleculares y la forma en que las células también cambian en órbita. Y los procesos que llevan años en el terreno, como la osteoporosis, ocurren mucho más rápido allí. Entonces los científicos lo ven como un banco de pruebas.

Y finalmente, la tercera cosa que realmente disfruté viendo fueron los experimentos con cristales de proteínas. Ya sea que se trate de una proteína involucrada en la enfermedad de Parkinson o de un medicamento que una compañía farmacéutica estaba estudiando para mejorar, estos cristales de proteínas son estructuras que crecen mejor (en la EEI). Crecen en una estructura más 3-D, mejor ordenada en órbita, porque no se limitan a esa placa plana 2-D. Hay una falta de corrientes convectivas en la microgravedad, lo que ayuda a que crezcan esos cristales. Brinda a los científicos una mejor visión de la estructura de la proteína. Entonces, si pudieron observar una proteína que causa la enfermedad de Parkinson y tienen un 30 por ciento más de información, o incluso un 20 por ciento más, pueden mirarla y decir: "Huh, vemos un nuevo objetivo para un fármaco inhibidor "O" Podemos modificar un poco nuestro medicamento y reducir ese efecto secundario, porque ahora estamos en mejores condiciones para observar esta proteína ".

¿Qué experimentos médicos crees que son los más emocionantes?

Ciertamente, el estudio de quimioterapia que hicimos allí, pasé entre seis y ocho semanas trabajando en eso. Fue una buena parte de mi tiempo en la misión. El científico estaba mirando: ¿Cómo crecieron las células endoteliales? ¿Y podríamos probar agentes quimioterapéuticos en ellos? Y lo que quiero saber del investigador principal es: "¿Te ayudó la EEI a crear un agente de quimioterapia para atacar el suministro vascular de un tumor?" Porque eso, para nosotros, es importante. El cáncer sigue siendo, y ha sido durante mucho tiempo, el emperador de todas las enfermedades. Y así, cualquier pequeña parte que podamos hacer para ayudar en esa pelea, la tomaré. Porque muchos de mis pacientes tienen cáncer. Todos han lidiado con el cáncer de alguna manera, ya sea un miembro de la familia, un amigo o ellos mismos personalmente. Esto es algo que todos están mirando e interesados ​​en resolver. Me encantaría ver más estudios como ese.

¿Su trabajo en el espacio informa cómo se relaciona con sus pacientes en la Tierra?

Hablo con mis pacientes sobre la investigación del cáncer. Hablo mucho sobre la enfermedad de Alzheimer, porque la proteína beta-amiloide está involucrada en muchos procesos de enfermedad diferentes. Y digo: "Mira, estamos obteniendo una mejor visión, a través del crecimiento de los cristales de proteínas, de la proteína beta-amiloide, lo que significa que dentro de tres a cinco años, podríamos tener mejores tratamientos". Y les encanta escuchar al respecto A ellos les encanta.

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