Biomarcadores inmunológicos y órganos en chip: la ciencia médica a bordo del Artemis II

Pablo Malo Segura
La misión Artemis II supone el regreso humano alrededor de la Luna más de medio siglo después de la última expedición. Durante el viaje, cuatro astronautas (Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch y Jeremy Hansen) orbitan el satélite a bordo de la nave espacial Orion y podrán contemplar su cara oculta antes de regresar a la Tierra en una misión que dura 10 días. El objetivo es allanar el camino para futuras exploraciones con seres humanos en la Luna y en Marte. Durante Artemis II se están llevando a cabo diferentes experimentos científicos para ayudar a comprender el entorno del espacio profundo y cómo afecta a los astronautas, los sistemas y la vida.

Uno de los estudios que se realizará durante la misión se centra en cómo afecta a la salud el espacio profundo utilizando medidas como muestras de sangre, saliva, pruebas psicológicas y equilibrio

Desde la NASA explican que el programa de investigación sobre seres humanos incluye tres estudios dentro de esta misión. El primero de ellos, Medidas estándar para vuelos espaciales, se centra en cómo afecta a la salud el viaje espacial, utilizando una variedad de medidas como muestras de sangre, saliva, pruebas psicológicas y equilibrio. Además, se trabaja con biomarcadores inmunológicos para estudiar el sistema inmunológico utilizando y analizando la saliva seca preservada en un papel especial para poder examinar las hormonas del estrés y el ADN viral. Finalmente, se realiza el estudio Archer, que evaluará el sueño, rendimiento y movimiento de los astronautas para observar cómo se desenvuelven en un entorno tan confinado.

Estos tres estudios ofrecen una oportunidad sin precedentes para poder entender cómo se ve afectada la salud y el rendimiento humano al viajar al espacio profundo”, destaca Paola Ovalles, científica de apoyo a experimentos de la NASA, en un vídeo publicado por la agencia espacial americana.

El estudio Archer evaluará el sueño, rendimiento y movimiento de los astronautas para poder ver cómo se desenvuelven en un entorno tan confinado

Efectos de la radiación del espacio profundo y la microgravedad en la salud humana

Asimismo, los astronautas a bordo de Artemis II participarán en el estudio de Respuesta Análoga Virtual de Tejido de un Astronauta (Avatar, por sus siglas en inglés), un experimento que estudiará cómo reaccionan sus células ante los «factores estresantes» del espacio profundo como la radiación o los tratamientos médicos, incluyendo productos farmacéuticos.

Foto: NASA

Para ello, se han recogido muestras de cada uno de los astronautas y fabricado modelos de órganos en un chip a partir de los mismos, de forma que cada miembro de la tripulación cuenta con su propio “avatar” a bordo. La NASA destaca que los chips de órganos, con un tamaño similar al de una memoria USB, pueden brindar “datos vitales” para proteger la salud de los astronautas en misiones al espacio profundo. Estos chips contienen células humanas vivas cultivadas para representar las estructuras y funciones de regiones específicas de los órganos humanos. La NASA recuerda que los chips de tejido se pueden vincular entre sí para imitar la interacción de los órganos.

Avatar es un experimento visionario de la NASA de chips con tejido humano que revolucionará la forma en que haremos ciencia, medicina y exploración multiplanetaria con seres humanos”, detalla Nicky Fox, administradora adjunta en la Dirección de Misiones Científicas de la sede central de la NASA en Washington.  Durante Artemis II los chips se encuentran resguardados en una carga útil personalizada que va montada en la cápsula. Está alimentada por una batería para mantener el control ambiental automatizado y la administración del medio donde se mantendrán los chips de órganos durante todo el vuelo.

La médula ósea, un indicador para descifrar los riesgos del espacio profundo

La médula ósea es de especial interés en esta investigación por su especial sensibilidad a la radiación y su papel esencial en el sistema inmunitario, al ser el origen de todas las células sanguíneas. Los investigadores buscan entender cómo la radiación del espacio profundo y la microgravedad, que ya se ha demostrado que afecta al desarrollo celular, impactan en este tejido, especialmente en una misión que se aleja de la protección de la magnetosfera terrestre.

La misión Artemis II utiliza chips de órganos de miembros de la tripulación creados con células madre y progenitoras que forman la sangre, que se originan en la médula ósea

Los chips de médula ósea se fabrican a partir de células madre y progenitoras obtenidas de los propios astronautas, purificadas mediante técnicas específicas y combinadas con otras células de soporte para reproducir su estructura y función. Este enfoque permitirá analizar la respuesta celular en el espacio, con implicaciones tanto para la exploración espacial como para la medicina en la Tierra, especialmente en tratamientos como la radioterapia o la quimioterapia.

Al regresar a la Tierra, los investigadores de Emulate, empresa desarrolladora de la tecnología utilizada en Avatar, examinarán cómo el vuelo espacial ha afectado a los chips de médula ósea mediante una secuenciación de ARN unicelular para medir cómo cambian miles de genes dentro de las células individuales.

La médula ósea es uno de los órganos más sensibles a la exposición a la radiación. Por ello, su comportamiento en el espacio es de vital importancia para los vuelos tripulados

Los científicos compararán los datos de las muestras de vuelo con las mediciones en las células de la tripulación efectuadas en un estudio sobre inmunidad en tierra que se llevará a cabo simultáneamente. De esta forma, se quiere profundizar en el conocimiento de los efectos de los vuelos espaciales y la radiación del espacio profundo en el desarrollo de los glóbulos sanguíneos.

La investigación de cómo la radiación afecta a la médula ósea puede proporcionar información sobre cómo la radioterapia y otros agentes que dañan el ADN, como los fármacos quimioterapéuticos, perjudican la formación de los glóbulos sanguíneos”, resalta la NASA. En este sentido, afirman que su importancia tanto para los vuelos espaciales como para la medicina en la Tierra hace que la médula ósea sea un “órgano ideal” para su estudio en el proyecto Avatar de Artemis II.

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