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La exposición al espacio puede acelerar el envejecimiento

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Ilustración para el artículo titulado
Foto: NASA

Un fascinante lote de nuevos trabajos de investigación destaca los diversos riesgos para la salud asociados con las misiones espaciales de larga duración, incluidas las observaciones problemáticas que tienen que ver con el proceso de envejecimiento y el daño del ADN inducido por la radiación.

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El espacio, como estamos aprendiendo, realmente apesta para nosotros, los seres humanos insignificantes.

Sin la gravedad que nos empuja constantemente hacia abajo y sin una atmósfera protectora que nos proteja de los rayos mortales del sol, nos exponemos a una gran cantidad de riesgos para la salud, como la pérdida de densidad ósea y masa muscular, problemas cardiovasculares y neurológicos e incluso trastornos oculares. . Y parece que cuanto más tiempo permanecemos en el espacio, más severos son los impactos. Esto podría lanzar una llave inglesa seria en nuestros planes para conquistar el espacio profundo, ya sea para construir bases en la Luna y Marte o viajar al sistema solar exterior y más allá.

Lamentablemente, los riesgos no se detienen ahí. Hoy se publicó un paquete gigantesco de 30 artículos de investigación en cinco revistas de Cell Press, todos relacionados con los problemas de salud que plantean las misiones espaciales de larga duración. En conjunto, estos documentos representan “el mayor conjunto de datos de biología espacial y efectos sobre la salud de los astronautas jamás producido”, según un comunicado de prensa de la Universidad Estatal de Colorado.

Estos nuevos estudios de astronautas y organismos modelo han revelado seis aspectos potencialmente perjudiciales de los vuelos espaciales de larga duración: estrés oxidativo (un desequilibrio de radicales libres y antioxidantes que provocan daño tisular); Daño en el ADN; disfunción mitocondrial (las mitocondrias son los paquetes de energía de nuestras células); alteraciones de la longitud de los telómeros; cambios en el genoma y el epigenoma (es decir, expresión génica influenciada por el medio ambiente); y cambios en el microbioma (la totalidad de microorganismos que viven fuera y dentro de nuestro cuerpo).

De estos, dos en particular me llamaron la atención: alteraciones de la longitud de los telómeros y daño del ADN. Las seis características de salud enumeradas en los nuevos estudios juegan un papel importante en lo que respecta a nuestra salud, pero los telómeros y el daño del ADN en particular pueden estar relacionados con el proceso de envejecimiento.

Los telómeros son las tapas protectoras ubicadas en los extremos de los cromosomas (estructuras enhebradas en el núcleo de las células que transportan nuestros genes). Los telómeros se acortan progresivamente a medida que la persona envejece, y los cambios significativos en la longitud de estos casquetes pueden tomarse como un signo de envejecimiento acelerado y / o mayor riesgo de desarrollar enfermedades relacionadas con la edad como cáncer, enfermedades cardiovasculares y demencia.

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Que la exposición al espacio altere la longitud de los telómeros no es ninguna sorpresa. Investigaciones anteriores que involucraron a los astronautas gemelos idénticos Scott y Mark Kelly (Scott pasó casi un año en el espacio mientras su hermano permanecía en el suelo) mostró que, para Scott, los telómeros en sus glóbulos blancos se alargaron mientras estaban en el espacio, pero básicamente volvieron a normal una vez que volvió a las condiciones normales de gravedad.

Susan Bailey, bióloga de la Universidad Estatal de Colorado y veterana del estudio pionero de gemelos, ahora es coautora de un nuevo artículo, publicado en Cell, en el que su equipo estudió a otros 10 astronautas, todos los cuales volaron en misiones de larga duración a bordo de la ISS. Y cuando hablamos de misiones de larga duración, normalmente hablamos de períodos que duran alrededor de seis meses o más.

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Se tomaron muestras de sangre de los astronautas antes y después de su estadía en la ISS. Al igual que en el estudio de gemelos, la exposición prolongada al espacio resultó en el alargamiento de los telómeros. En este caso, sin embargo, los investigadores también encontraron que los astronautas, en general, tenían telómeros más cortos después de sus misiones. Los biólogos se refieren a esto como ALT, o el alargamiento alterno de los telómeros, y no era algo que esperaran, como se ve típicamente en casos de cáncer o en embriones en desarrollo. Lamentablemente, se observó ALT en los 10 astronautas estudiados.

Ahora, el alargamiento de los telómeros puede parecer prometedor en lo que respecta a la longevidad extendida, pero como explicó Bailey en un correo electrónico, esto no debe interpretarse como una buena noticia.

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Tanto los telómeros cortos como los largos están asociados con un mayor riesgo de enfermedad”, dijo Bailey. “Los telómeros cortos están asociados con el envejecimiento acelerado y las patologías degenerativas asociadas como enfermedades cardiovasculares y algunos cánceres”.

Los telómeros largos pueden estar asociados con la longevidad, dijo, “pero también están asociados con el cáncer”, porque las células mutadas viven más tiempo, lo que aumenta el riesgo. Los 10 astronautas exhibieron cambios dramáticos en la longitud de los telómeros a lo largo del tiempo, pero los investigadores aún no conocen los efectos sobre la salud asociados.

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Telómeros más largos durante los vuelos espaciales, acortamiento rápido al regresar a la Tierra”, resumió. “Y en general, terminaron con telómeros más cortos de los que tenían al principio”, y agregó que “también se observaron diferencias individuales en la respuesta”.

En cuanto a la causa de las longitudes torcidas observadas en los telómeros, Bailey señaló con el dedo el estrés oxidativo crónico.

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Se ha demostrado que las exposiciones agudas a la radiación ionizante causan estrés oxidativo”, explicó Bailey. “En el entorno de radiación espacial, las exposiciones crónicas estarían asociadas con el estrés oxidativo crónico” y los telómeros “son muy susceptibles al daño oxidativo”.

Como también muestra la nueva investigación, la exposición al espacio da como resultado daños en el ADN. En particular, los científicos documentaron inversiones cromosómicas, que son firmas de exposición a la radiación. Las inversiones cromosómicas ocurren cuando “dos rupturas ocurren dentro del mismo cromosoma y el material genético entre las rupturas se invierte”, según ScienceDirect.

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De acuerdo con la exposición crónica al entorno de radiación espacial, las inversiones se elevaron durante los vuelos espaciales para todos los miembros de la tripulación”, dijo Bailey. “Y el aumento de la frecuencia de inversiones persistió después del vuelo espacial, potencialmente indicativo de inestabilidad del genoma y / o hematopoyesis clonal”, que es un mayor riesgo de cáncer.

Los efectos sobre la salud a largo plazo de las misiones espaciales seguirán siendo el enfoque principal de Bailey, incluidas las investigaciones en curso sobre la dinámica de la longitud de los telómeros (cómo cambia con el tiempo) y el daño persistente del ADN, que en este caso involucró las inversiones cromosómicas, biomarcadores asociados con el cáncer y enfermedad cardiovascular. 

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Con ese fin, este equipo participará en el Proyecto de misión de un año de la NASA, que según Bailey se llamará CIPHER. Para ese proyecto, el equipo llevará a cabo estudios similares, en los que supervisará la dinámica de la longitud de los telómeros y el daño del ADN entre los astronautas que participan en misiones de larga duración.

Este trabajo es muy importante, porque eventualmente podría conducir a intervenciones médicas que permitirán misiones de larga duración más seguras. El humilde tardígrado, por ejemplo, puede tolerar grandes dosis de radiación. Quizás podríamos encontrar una manera de adaptar esta habilidad a nosotros mismos. De hecho, para que podamos vivir y trabajar en el espacio, tendremos que volvernos un poco menos humanos.