La vida cotidiana a bordo de la Estación Espacial Internacional se mueve rápido. Realmente rápido. Al viajar a unos 27,300 km por hora, y a casi 483 km de altura sobre la Tierra, los astronautas pueden ver 16 amaneceres y atardeceres cada “día” mientras flotan alrededor del planeta en una caja con unas cuantas personas de las que dependen para sobrevivir.
Solo debemos ver éxitos cinematográficos de Hollywood como The Martian (Misión rescate), Gravity (Gravedad) e Interstellar (Interestelar) para apreciar visiones futuristas de la vida más allá de la Tierra, mientras nos aventuramos más lejos y más profundo en el espacio. Pero, ¿qué hay de la reacción del cuerpo humano ante los vuelos espaciales reales? ¿Cuáles son sus efectos en la salud? ¿Los viajeros espaciales envejecerán a un ritmo distinto que quienes nos quedamos en la Tierra? ¿Qué tan adaptables somos al ambiente espacial?
Ciertamente, esas son cosas que preocupan a la NASA. Se desconoce en gran medida la forma en que los viajes espaciales y las misiones de larga duración podría modificar el cuerpo humano, y si esos cambios son permanentes o reversibles una vez que los astronautas vuelven a la Tierra. La oportunidad de explorar esas inquietantes interrogantes surgió con los astronautas Scott y Mark Kelly, que también son gemelos idénticos.
En noviembre de 2012, la NASA seleccionó al astronauta Scott Kelly para su primera misión de un año. En la conferencia de prensa, realizada poco después, fue Scott quien insinuó que esta misión podría ser la oportunidad de comparar el impacto que la vida en el espacio tendría en su cuerpo con el organismo de Mark Kelly, su hermano gemelo idéntico, que también había sido astronauta y era ex piloto de pruebas de la Infantería de Marina, quien permanecería en la Tierra y de manera notable, los gemelos Kelly eran personas “de naturaleza (genética) y crianza (entorno) similares”, por lo que se concibió el experimento espacial perfecto, estelarizado por “un gemelo espacial y un gemelo terrícola”. Scott pasaría un año a bordo de la Estación Espacial Internacional, mientras que Mark, su gemelo idéntico, permanecería en la Tierra.
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El Estudio TWINS (Gemelos) de la NASA representa la visión más amplia jamás realizada de la respuesta del cuerpo humano ante los viajes espaciales. Los resultados guiarán los estudios y los enfoques personalizados posteriores para evaluar los efectos en la salud de cada astronauta en los años por venir.
Como bióloga especializada en cáncer de la Universidad Estatal de Colorado, yo estudio el impacto de la exposición a la radiación en las células humanas. Como parte del Estudio TWINS, me interesaba particularmente evaluar de qué manera los extremos de los cromosomas, denominados telómeros, se alteraban después de pasar un año en el espacio.
Desentrañando los efectos en la salud de la vida en el espacio
La NASA realizó una convocatoria y seleccionó 10 investigaciones revisadas por pares de todo el país para el Estudio TWINS. Entre los estudios había mediciones moleculares, fisiológicas y conductuales, y por primera vez en el caso de los astronautas, se incluyeron estudios basados en “ómicas”.
Algunos equipos evaluaron el impacto del espacio en el genoma, que es el complemento completo de ADN en una célula (genómica). Otros equipos examinaron cuáles eran los genes que se activaban y producían una molécula llamada mRNA (transcriptómica). Algunos estudios se centraron en la forma en que las modificaciones químicas, que no alteran el código del ADN, influyen en la regulación de los genes (epigenómica). Algunos investigadores exploraron las proteínas producidas en las células (proteómica), mientras que otros analizaron los productos del metabolismo (metabolómica).
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También hubo estudios en los que se examinó la manera en que el entorno espacial podría alterar el microbioma, que es el conjunto de bacterias, virus y hongos que viven en nuestro cuerpo. En una investigación se examinó la respuesta inmune a la vacuna contra la influenza. Otros equipos analizaron muestras biológicas de Scott en busca de biomarcadores de ateroesclerosis y de cambios ascendentes de fluidos en el cuerpo, causados por la microgravedad, los cuales pueden afectar la visión y provocar cefaleas.
El desempeño cognitivo también se evaluó utilizando pruebas cognitivas computarizadas, diseñadas específicamente para los astronautas.
Se recogieron más de 300 muestras biológicas (heces, orina y sangre) de los gemelos varias veces, antes, durante y después de la misión de un año.
Los gemelos Kelly son, sin duda, una de las parejas más estudiadas, dentro y fuera de nuestro planeta. También son una de las más entrevistadas. Una pregunta que les hacen con frecuencia es si Scott regresaría del espacio siendo más joven que Mark, una situación que recuerda la película Interstellar o la denominada “paradoja de los gemelos” de Einstein.
Sin embargo, dado que la Estación Espacial Internacional no viaja, ni de lejos, a la velocidad de la luz en relación con nosotros, la dilatación del tiempo, es decir, la ralentización del tiempo durante el movimiento, es mínima. Por esa razón, cualquier diferencia de edades entre los hermanos sería de tan solo unos cuantos milisegundos.
Aun así, la cuestión del envejecimiento relacionado con los vuelos espaciales y el riesgo concomitante de desarrollar enfermedades relacionadas con la edad como la demencia, los padecimientos cardiovasculares y el cáncer durante o después de una misión, es importante, y por ello, quisimos abordarlo directamente con nuestro estudio de la longitud de los telómeros.
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Los telómeros son los extremos de los cromosomas que los protegen contra el daño y el “deshilachado”, de forma muy semejante a la punta plástica de los cordones de los zapatos. Los telómeros son muy importantes para mantener la estabilidad de los cromosomas y del genoma. Sin embargo, se encogen naturalmente cuando nuestras células se dividen, y también cuando envejecemos.
El ritmo al que se acortan los telómeros con el paso del tiempo está influido por muchos factores, entre ellos, el estrés oxidativos y la inflamación, la nutrición, la actividad física, las tensiones psicológicas y las exposiciones ambientales a elementos como la contaminación atmosférica, los rayos ultravioleta y la radiación ionizante. Por ello, la longitud de los telómeros refleja la genética y las experiencias de una persona, así como sus contactos con elementos perjudiciales, por lo que son indicadores muy informativos de la salud general y del envejecimiento.
Los telómeros y el envejecimiento
En nuestro estudio, proponemos que las tensiones y el contacto con elementos perjudiciales fuera de este mundo que experimentan los astronautas durante los vuelos espaciales, cosas como el aislamiento, la microgravedad, los altos niveles de dióxido de carbono y los rayos cósmicos galácticos, acelerarían el acortamiento de los telómeros y el envejecimiento. Para comprobarlo, evaluamos la longitud de los telómeros en muestras de sangre tomadas a ambos gemelos antes, durante y después de la misión de un año.
Scott y Mark comenzaron el estudio con longitudes de telómeros relativamente similares, lo cual coincide con un fuerte componente genético.
Asimismo, según lo esperado, la longitud de los telómeros de Mark, que permaneció en la Tierra, fue relativamente estable durante todo el estudio. Sin embargo, para nuestra sorpresa, los telómeros de Scott fueron significativamente más largos en cada momento y en cada muestra analizada durante el vuelo espacial. Esto fue exactamente lo contrario de lo que se esperaba.
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Además, cuando Scott volvió a la Tierra, la longitud de sus telómeros se redujo rápidamente y se estabilizó durante los siguientes meses hasta alcanzar el mismo promedio anterior al vuelo. Sin embargo, desde la perspectiva del envejecimiento y del riesgo a las enfermedades, presentaba muchos más telómeros cortos tras el vuelo espacial que antes del mismo. Ahora, nuestro reto es averiguar cómo y por qué ocurren esos cambios en la dinámica de la longitud de los telómeros, los cuales se relacionan únicamente con el vuelo espacial.
Nuestros hallazgos serán relevantes también para los terrícolas, ya que todos envejecemos y desarrollamos padecimientos relacionados con la edad. Estos resultados del Estudio TWINS podrían proporcionar nuevas pistas sobre los procesos que intervienen en ellos, y por lo tanto, mejorarán nuestra comprensión de lo que podríamos hacer para evitarlos o para ampliar nuestro intervalo de salud.
Todavía no se han determinado los efectos a largo plazo de los vuelos espaciales de larga duración en la salud, pero el estudio TWINS representa un paso muy importante en el viaje de la humanidad a la Luna, a Marte y más allá… y para convertir los hechos de la ciencia ficción en hechos científicos.
Susan Bailey, Catedrática de Biología y Oncología del Cáncer por Radiación, Universidad Estatal de Colorado.
Este artículo ha sido reproducido de The Conversation bajo licencia de Creative Commons.
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Publicado en cooperación con Newsweek / Published in cooperation with Newsweek
