La profesora Susan Bailey y el Dr. Kjell Lindgren, astronauta de la NASA durante el estudio sobre efectos en la salud de los vuelos espaciales
La profesora Susan Bailey y el Dr. Kjell Lindgren, astronauta de la NASA durante el estudio sobre efectos en la salud de los vuelos espaciales, en una visita al laboratorio de Bailey en 2016. Lindgren es un alumno de la Universidad Estatal de Colorado. Crédito: Fotografía CSU.

El histórico Estudio de Gemelos de la NASA investigó a los astronautas gemelos idénticos Scott y Mark Kelly y proporcionó nueva información sobre los efectos en la salud de los vuelos espaciales. La profesora de la Universidad Estatal de Colorado (CSU) Susan Bailey fue una de los más de 80 científicos de doce universidades que realizaron investigaciones sobre el experimento; Mark permaneció en la Tierra mientras Scott orbitó durante casi un año. El esfuerzo fue coordinado por el Programa de Investigación Humana de la NASA.

Bailey continuó su investigación de la NASA y ahora se une a más de 200 investigadores de docenas de grupos académicos, gubernamentales, aeroespaciales e industriales para publicar un paquete de 30 artículos científicos de la revista Cell Press hoy 25 de noviembre.

Jared Luxton, quien recientemente recibió su doctorado en biología celular y molecular en CSU, es el primer autor de dos de los estudios. Ahora es un científico que analiza datos del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos en Fort Collins.

La investigación, que incluye un artículo general que cubre lo que los investigadores han aprendido sobre las características fundamentales de los vuelos espaciales, representa el mayor conjunto de datos de biología espacial y efectos sobre la salud de los astronautas jamás realizado.

Para Bailey, también es un hito que marca muchos años de trabajo con la NASA, que incluyó su papel principal en estudios básicos de radiación y el honor de ser seleccionada como investigadora para el Estudio de Gemelos y proyectos de investigación simultáneos que involucran a astronautas. Durante este tiempo, varios estudiantes de posgrado en su laboratorio obtuvieron títulos de doctorado bajo su tutela.

Ahora tenemos una base sobre la que construir, cosas que sabemos que debemos buscar en los futuros astronautas, incluidos los cambios en la longitud de los telómeros y las respuestas al daño del ADN“, comenta Bailey. “De cara al futuro, nuestro objetivo es tener una mejor idea de los mecanismos subyacentes, de lo que sucede durante los vuelos espaciales de larga duración en el cuerpo humano y cómo varía entre las personas. No todo el mundo responde de la misma manera. Ese fue uno de los aspectos más interesantes que proporciona disponer de la cohorte más grande de astronautas en estos estudios“.

TelómerosEstudiar los extremos de los cromosomas tiene implicaciones en el análisis de los efectos en la salud de los vuelos espaciales

Bailey es una experta en telómeros y daños en el ADN inducidos por la radiación, áreas de investigación de gran interés en todo el mundo cuando se publicó el Estudio de los gemelos. En ese estudio, ella y su equipo encontraron que los telómeros de Scott en sus glóbulos blancos se alargaron mientras estaba en el espacio y, posteriormente, volvieron a su longitud casi normal después de que él regresara a la Tierra.

Los telómeros son “tapas” protectoras en los extremos de los cromosomas que se acortan a medida que una persona envejece. Los grandes cambios en la longitud de los telómeros podrían significar que una persona está en riesgo de un envejecimiento acelerado o de padecer las enfermedades que acompañan al envejecimiento, como las cardiovasculares y el cáncer.

En la última investigación, Bailey, Luxton, la investigadora asociada principal Lynn Taylor y su equipo, estudiaron a un grupo de 10 astronautas no relacionados, incluido el exalumno de CSU, el doctor Kjell Lindgren, comparando los resultados con los hallazgos de los gemelos Kelly. Los investigadores no tuvieron acceso a la sangre de los astronautas en vuelo ni a otras muestras de todos los miembros de la tripulación, pero Bailey comenta que disponían de muestras de sangre antes y después del vuelo espacial de todas las personas analizadas.

Las investigaciones involucraron a astronautas que pasaron aproximadamente seis meses en la Estación Espacial Internacional en órbita terrestre baja, que está protegida de algunas radiaciones espaciales. A pesar de la protección, los científicos encontraron evidencia de daños en el ADN que podrían ser señales de advertencia de posibles efectos en la salud.

Nuevo descubrimiento sobre el estrés oxidativo

Entre los nuevos hallazgos, el equipo de investigación encontró que el estrés oxidativo crónico durante los vuelos espaciales contribuyó al alargamiento de los telómeros que observaron. También encontraron que los astronautas en general tenían telómeros más cortos después del vuelo espacial. El equipo también observó diferencias individuales en las respuestas a la radiación.

Para obtener más información sobre estos hallazgos, el equipo de Bailey también estudió a escaladores gemelos que subieron al monte Everest, un entorno extremo en la Tierra. Los gemelos que no subieron a este monte permanecieron a menor altitud, por ejemplo en Boulder, Colorado. Sorprendentemente, el equipo encontró pruebas similares de estrés oxidativo y cambios en la longitud de los telómeros en los escaladores.

Christopher Mason, profesor asociado de Weill Cornell Medicine y coautor junto a Bailey, realizó análisis de expresión genética en los escaladores del monte Everest. Encontró evidencia de una vía de mantenimiento de la longitud de los telómeros independiente de la telomerasa, basada en la recombinación, que se sabe que produce telómeros más largos.

Según Bailey, cuando tiene lugar el estrés oxidativo crónico, daña los telómeros. “Las células sanguíneas normales están muriendo [durante el vuelo espacial] y tratan de sobrevivir“, afirma. “Se están adaptando a su nuevo entorno. Algunas células activarán una vía alternativa para mantener funcionando sus telómeros. Es similar a lo que sucede con algunos tumores. Algunas de las células emergen de ese proceso. Eso es lo que creemos que estamos viendo durante los vuelos espaciales”.

Luxton asegura que el mecanismo descrito anteriormente, conocido como alargamiento alternativo de los telómeros, o ALT, fue un hallazgo inesperado al estudiar los efectos en la salud de los vuelos espaciales. “Normalmente se ve eso en el cáncer o en embriones en desarrollo“.

Lección: cuida tus telómeros

De manera similar a las conclusiones del Estudio de los Gemelos, Bailey confirma que los nuevos hallazgos tienen implicaciones para los futuros viajeros espaciales que establezcan una base en la Luna o viajen a Marte, o incluso como para los turistas espaciales. Las misiones de exploración de larga duración implicarán un mayor tiempo y distancia fuera de la protección de la Tierra.

Aunque los telómeros más largos en el espacio pueden parecer algo bueno, tal vez incluso una “fuente de juventud”, la científica sospecha que la historia tiene un final algo diferente. “La vida útil prolongada, o inmortalidad, de las células que han sufrido daños en el ADN inducidos por la radiación espacial, como las inversiones cromosómicas, es una receta para un mayor riesgo de cáncer“, añade.

Bailey afirma que ella y el equipo observaron una mayor frecuencia de inversiones en todos los miembros de la tripulación, durante y después del vuelo espacial. “Los telómeros realmente reflejan nuestro estilo de vida, ya sea dentro o fuera del planeta“, insiste. “Nuestras elecciones marcan la diferencia en la rapidez o la eficacia con la que envejecemos. Es importante cuidar sus telómeros“.

Fuentes:

Temporal Telomere and DNA Damage Responses in the Space Radiation Environment” (Cell).
Telomere Length Dynamics and DNA Damage Responses Associated with Long-Duration Spaceflight” (Cell).

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