Viajar al espacio envejece las células madre y debilita la función inmunitaria, advierten científicos
Los vuelos espaciales aceleran el envejecimiento de las células madre relacionadas con la salud de la sangre y del sistema inmunitario. Así lo concluye un nuevo estudio del Instituto de Células Madre de Sanford, en la Universidad de California en San Diego (UC San Diego). Los hallazgos amplían la comprensión de los efectos que la exploración del cosmos tiene en la salud de los astronautas, un tema que aún plantea numerosas incógnitas para la ciencia.
Diversos estudios previos han demostrado que los viajes al espacio generan alteraciones en las funciones inmunitarias a nivel molecular y celular. Hace casi una década, la NASA realizó un experimento histórico conocido como “el estudio de los gemelos”. La agencia monitoreó los cambios en la genética, la fisiología, la cognición y el microbioma del astronauta Scott Kelly, quien pasó 340 días a bordo de la Estación Espacial Internacional (EEI). Las mismas variables fueron analizadas en Mark Kelly, su gemelo idéntico, que permaneció en la Tierra.
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Al comparar los registros, el ensayo encontró en Scott una expresión génica modificada, cambios en la longitud de los telómeros y variaciones en el microbioma intestinal. La mayoría de estas alteraciones regresaron a la normalidad después de su retorno a la Tierra, aunque algunas persistieron, como un mayor número de telómeros cortos y ciertas modificaciones en la expresión génica.
La nueva investigación de la UC San Diego se apoya en esos resultados y en el trabajo del grupo Space Omics and Medical Atlas (SOMA), que el año pasado publicó alrededor de 44 artículos científicos sobre medicina y biología espacial.
El estudio se centró en las células madre hematopoyéticas (HSPC), vinculadas con el sistema inmunitario y sanguíneo. El objetivo era detallar el mecanismo que desencadena el envejecimiento molecular en el espacio, un aspecto que el estudio de gemelos de la NASA sugirió, mas no profundizó.
Para ello, los investigadores desarrollaron una plataforma de nanobiorreactor con sistemas de biosensores en miniatura en 3D que facilitaron el cultivo de células madre humanas en órbita, monitoreadas mediante herramientas de imagen impulsadas por inteligencia artificial.
Con este sistema, según el artículo publicado en la revista Cell Stem Cell, los científicos siguieron el comportamiento de las células madre durante cuatro misiones de los Servicios de Reabastecimiento Comercial de SpaceX a la EEI. La información se comparó con el monitoreo de células similares mantenidas en tierra, en el Centro Espacial Kennedy.
El análisis reveló que, tras permanecer entre 32 y 45 días en el espacio, las células se volvieron más activas de lo normal, agotando sus reservas y perdiendo la capacidad de descansar y recuperarse. Esta función es clave para que las células madre conserven su capacidad de regeneración a largo plazo.
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El informe detalla que las HSPC expuestas en el espacio mostraron cinco veces más mutaciones que las cultivadas en la Tierra. “Su capacidad para producir nuevas células sanas disminuyó, mientras que los signos de desgaste molecular, como daños en el ADN y extremos cromosómicos más cortos (telómeros), se hicieron más evidentes. También presentaron señales de inflamación y estrés en sus mitocondrias (las productoras de energía de la célula) y comenzaron a activar secciones ocultas del genoma que normalmente permanecen inactivas para mantener la estabilidad. Estas respuestas al estrés pueden afectar la función inmunitaria y aumentar el riesgo de enfermedades”, explican los autores en un comunicado.
Investigación del espacio a la Tierra
No obstante, los investigadores hallaron que la mayoría de estas alteraciones se revirtieron al colocar las células nuevamente en un ambiente sin las condiciones del espacio. Esto sugiere que “podría ser posible rejuvenecer las células envejecidas con las intervenciones adecuadas”, según los especialistas.
Catriona Jamieson, directora del Instituto de Células Madre de Sanford y autora principal del estudio, subrayó que “el espacio es la prueba de estrés definitiva para el cuerpo humano. Estos hallazgos son cruciales porque demuestran que factores como la microgravedad y la radiación cósmica galáctica pueden acelerar el envejecimiento molecular de las células madre sanguíneas. Comprender estos cambios no solo nos ayuda a proteger a los astronautas en misiones prolongadas, sino también a modelar el envejecimiento humano y enfermedades como el cáncer aquí en la Tierra”.
Los autores reconocen que su trabajo presenta limitaciones, como la corta duración de las misiones espaciales analizadas y el uso de nanobiorreactores, que aún son considerados herramientas experimentales. Sin embargo, destacan que sus resultados pueden contribuir tanto a mejorar la salud de los astronautas como a ampliar el conocimiento sobre los mecanismos del envejecimiento y de las enfermedades asociadas a la edad.
El equipo planea profundizar en la investigación mediante nuevas misiones a la EEI, con el objetivo de explorar contramedidas que protejan la función de las células madre durante estancias prolongadas en el espacio. También buscan impulsar el desarrollo de marcadores biológicos que permitan detectar de forma temprana el envejecimiento inducido por el estrés.
“Los experimentos espaciales son tan complejos que obligan a perfeccionar la ciencia en la Tierra. La investigación espacial ha acelerado avances tecnológicos que hoy facilitan estudios terrestres, haciéndolos más relevantes para la salud humana. Lo que hemos aprendido sobre el cáncer gracias a nuestros estudios en el espacio es absolutamente extraordinario”, concluyó Jamieson.