Los gemelos de la NASA revelan cómo cambia la salud en el espacio

Un estudio ha comparado las variables biológicas del astronauta Scott Kelly, que pasó casi un año en órbita, con las de su gemelo idéntico, Mark, que vivió ese tiempo en la Tierra. Los resultados muestran que los viajes espaciales largos causan más cambios en la expresión génica que los cortos, especialmente en el sistema inmunitario y en la reparación del ADN. Sin embargo, no se han visto diferencias significativas en la salud de los hermanos.

Verónica Fuentes | | 11 abril 2019 20:00

Mark y Scott Kelly. / NASA

La ciencia lleva años preguntándose por los efectos en la salud de los vuelos espaciales. Sin embargo, la mayoría de los estudios se han realizado en misiones de seis meses o menos, no en las más largas como las que se requieren para viajar a Marte o a otros lugares.

Así que cuando la NASA decidió analizar dos astronautas gemelos idénticos –uno de los cuales permaneció en la Tierra mientras el otro orbitó durante casi un año–, los expertos no estaban seguros de lo que encontrarían.

No se han encontrado diferencias significativas en la salud de Scott respecto a su gemelo que permaneció en la Tierra

¿Podría Scott Kelly regresar a la Tierra más joven que su hermano Mark? Mientras Scott se embarcó en una misión en la Estación Espacial Internacional entre 2015 y 2016; Mark, que ha participado en misiones espaciales más cortas en el pasado, se quedó en Tierra para actuar como sujeto de control genéticamente idéntico.

Telómeros que se alargan y después se acortan

Basándose en los resultados preliminares publicados en enero de 2017, Susan Bailey, de la Universidad del Estado de Colorado (EE UU), encontró que los telómeros de los glóbulos blancos de Scott se alargaban mientras estaba en el espacio.

Al regresar a la Tierra, la elongación de los telómeros fue reemplazada por un acortamiento y pérdida acelerados, una consecuencia potencialmente negativa para la salud celular.

“En general, el cuerpo humano se adapta notablemente a los vuelos espaciales durante un período de más o menos un año”, explica a Sinc Bailey. “Esta es una buena noticia para las misiones de mayor duración que viajan a la Luna y Marte. Los hallazgos servirán para mejorar la evaluación de los efectos sobre la salud de los astronautas a medida que viajen más y más lejos en el espacio”.

Scott Kelly a bordo de la Estación Espacial Internacional. / NASA

“Lo más sorprendente es el alargamiento de los telómeros de Scott en el espacio. Aunque la mayoría de sus telómeros volvieron a los promedios anteriores al vuelo, ahora tiene telómeros más cortos que antes de la misión de 340 días”, indica Bailey.

Estos descubrimientos están en contra de lo que Bailey pensó que podría ocurrir, y se confirman ahora con la publicación en la revista Science de los nuevos resultados que, en general, no apuntan diferencias significativas en la salud de Scott.

La mayoría de las variables biológicas y de salud humana permanecieron estables o regresaron a los niveles previos

Según ha comunicado la NASA, “como la mayoría de las variables biológicas y de salud humana permanecieron estables, o regresaron a los niveles previos, esto sugiere que la salud humana puede ser mantenida en gran medida en vuelos espaciales de esta duración”.

Las conclusiones, una a una

Scott experimentó un engrosamiento de la arteria carótida, engrosamiento de la retina, pérdida de peso, cambios en los microbios intestinales, reducciones en las capacidades cognitivas, daño en el ADN y cambios en la expresión génica y en la dinámica de la longitud de los telómeros, un biomarcador que ayuda a evaluar la salud y los riesgos potenciales a largo plazo de los vuelos espaciales.

Aunque solo el 91,3 % de los niveles de expresión génica de Scott volvieron a los niveles normales o de referencia en los seis meses siguientes a aterrizar en la Tierra, los autores quieren resaltar que esto no significa que el resto de su ADN haya mutado.

Además, una nutrición adecuada y el ejercicio realizado en el espacio provocaron la disminución de peso y un aumento del ácido fólico, vital para la producción de glóbulos rojos, con respecto a su hermano Mark.

De igual forma, los cambios en la diversidad de la flora intestinal de Scott en el espacio no fueron mayores que los cambios relacionados con el estrés que los científicos observan en la Tierra. Por último, la vacuna contra la gripe administrada en el espacio funcionó exactamente igual que en la Tierra.

Dos de los investigadores prueban procedimientos para purificar muestras de sangre en el avión de microgravedad de la NASA. / Johns Hopkins Medicine

Algunos de los cambios en la actividad de los genes, como los relacionados con la formación ósea o la reparación del ADN, se esperaban, ya que es bien sabido que los astronautas experimentan reducciones en la densidad ósea en gravedad cero, así como una mayor exposición a la radiación dañina para el ADN durante el vuelo.

Pero también observaron cambios en la actividad de los genes mitocondriales, que ayudan al cuerpo a producir energía, y los genes del sistema inmunitario que sugieren que los viajes a largo plazo pueden aumentar el estrésen el cuerpo.

“En cuanto a la salud genómica, no vimos nada alarmante. Hubo una mayor respuesta al estrés, pero no mayor en magnitud que la que se observa normalmente en las personas en la Tierra”, subraya a Sinc Andrew Feinberg, científico de la Universidad Johns Hopkins que ha coordinado uno de los equipos,

Para Feinberg, este estudio sienta las bases para hacer predicciones sobre la función fisiológica y genética de un astronauta durante una misión a largo plazo: “Si sabemos qué esperar, podremos anticipar los problemas de salud y asegurar que los medicamentos y otros remedios estén a mano durante una misión”.

Analizar gemelos idénticos fue una oportunidad poco común para comparar los cambios fisiológicos y genómicos

Diez equipos de científicos

Este trabajo fue dirigido por 10 equipos de científicos elegidos por la NASA para comparar los cambios genéticos, fisiológicos y de comportamiento de los gemelos antes, durante y después de la misión de Scott.

Para llevarlo a cabo, los investigadores recibieron frascos de la sangre de los gemelos durante 25 meses, antes, durante y después de los vuelos espaciales, y analizaron las muestras, entregadas nada más llegar de la estación espacial por el cohete Soyuz y mensajeros nocturnos.

Los autores insisten en que se necesita más investigación para comprender el impacto de los vuelos espaciales largos en el cuerpo humano, donde hay más exposición a la radiación, dieta restringida, menos ejercicio, menor gravedad y ciclos de sueño interrumpidos.

Estudiar tanto a un humano sano en la Tierra como a una persona expuesta a los factores que implica un vuelo espacial puede dar a los científicos nuevos conocimientos sobre lo que es una respuesta normal al estrés y cuánto puede adaptarse el cuerpo.

“Analizar gemelos idénticos fue una oportunidad poco común para comparar los cambios fisiológicos y genómicos. Pero como solo se han estudiado dos personas, no podemos decir que estos cambios se deban a los viajes espaciales en sí mismos”, apunta Feinberg.

Como ha confirmado la NASA, será necesario desarrollar contramedidas específicas para los viajes espaciales programados a Marte y más allá, que se espera que aumenten en las décadas de 2020 y 2030.

Referencia bibliográfica:

Garrett-Bakelman et al.: ‘The NASA Twins Study: A multi-dimensional analysis of a year-long human spaceflight’. Science, 12 de abril de 2019.