Vuelos espaciales aceleran el envejecimiento de células madre humanas

Una nueva investigación ha descubierto otra forma en que los vuelos espaciales afectan al cuerpo humano.

Un estudio con muestras tomadas en cuatro misiones de reabastecimiento de SpaceX a la Estación Espacial Internacional ha revelado que los viajes espaciales aceleran el envejecimiento de las células madre hematopoyéticas, cruciales para la salud de la sangre y el sistema inmunitario.

Los científicos del estudio financiado por la NASA realizaron un seguimiento en tiempo real de las células madre de la médula ósea de donantes individuales para rastrear los cambios que se produjeron durante las misiones de entre 30 y 45 días de duración en diciembre de 2021, julio de 2022, noviembre de 2022 y marzo de 2023.

Compararon estas muestras con otras conservadas en la Tierra que habían sido proporcionadas por los mismos donantes.

Se descubrió que las células enviadas al espacio habían perdido parte de su capacidad para formar células nuevas sanas, se habían vuelto más susceptibles a los daños en el ADN y mostraban indicios de un envejecimiento más rápido en los extremos de sus cromosomas, estructuras similares a hilos que transportan la información genética de célula a célula.

Los investigadores atribuyeron estos cambios a las condiciones de microgravedad y a la mayor exposición a la radiación experimentada durante los vuelos espaciales.

Las células madre son células del organismo que pueden convertirse en varios tipos de células. Las estudiadas en el nuevo estudio eran del tipo específico de tejido que residen en muchos órganos y tejidos y que pueden dar lugar a tipos celulares en esos órganos o tejidos, pero no a todos los tipos celulares del cuerpo adulto.

Las células estudiadas, denominadas células madre y progenitoras hematopoyéticas humanas, producen todas las células sanguíneas de la médula ósea -el tejido blando y graso que reside en el interior de los huesos-, incluidos los glóbulos rojos que transportan oxígeno, los glóbulos blancos del sistema inmunitario que combaten las infecciones y las plaquetas que coagulan la sangre.

La disfunción de estas células puede reducir la capacidad del organismo para reparar tejidos dañados, disminuir la vigilancia del sistema inmunitario contra el cáncer, reducir la capacidad para combatir infecciones y disminuir la esperanza de vida de una persona.

Según los investigadores, durante el vuelo espacial las células se volvieron hiperactivas, agotando sus reservas y agotando su capacidad de descanso y recuperación, una característica que permite a las células madre regenerarse con el tiempo.

También mostraron signos de inflamación y estrés en el interior de las mitocondrias -estructuras de una célula que generan la energía que necesita para funcionar- y empezaron a activar secciones ocultas del genoma, llamadas genoma oscuro, que normalmente se mantienen en silencio para mantener la estabilidad.

Los investigadores detectaron diferencias en la respuesta de las células madre al viaje espacial en función del donante.

"La capacidad regenerativa de las células madre estaba disminuida, pero con cierta variabilidad entre los donantes de médula ósea, lo que sugiere que los factores de resistencia antienvejecimiento se activan en las células madre de algunos individuos, pero no en otros", afirma la Dra. Catriona Jamieson, catedrática de Medicina de la Facultad de Medicina de la Universidad de California en San Diego.

Jamieson es la autora principal del estudio publicado este mes en la revista Cell Stem Cell.

Esto indica que algunas personas pueden ser más propensas que otras a experimentar una reducción de la capacidad regenerativa de estas células, hallazgo que ha sido corroborado en un estudio posterior pendiente de publicación, añadió Jamieson.

Los resultados contribuyen a comprender mejor los efectos de los vuelos espaciales en el cuerpo humano. El cuerpo humano ha evolucionado durante millones de años para funcionar de forma óptima en el entorno terrestre, que incluye su gravedad, la composición atmosférica y niveles relativamente bajos de radiación.

Los viajes espaciales exponen a las personas a un entorno muy diferente, lo que plantea una serie de desafíos, especialmente con una exposición prolongada.

A diferencia de la Tierra, donde la atmósfera y el campo magnético planetario proporcionan un escudo contra la radiación espacial, los astronautas están expuestos a la radiación de alta energía que impregna el cosmos.

Esto puede provocar daños en el ADN, mayor riesgo de cáncer, efectos neurodegenerativos, problemas cardiovasculares y desregulación del sistema inmunitario. Además, las condiciones de microgravedad en el espacio pueden provocar pérdida de densidad ósea, atrofia muscular y otros efectos.

Según Jamieson, comprender los cambios experimentados por las células madre hematopoyéticas podría ayudar a encontrar formas de proteger a los astronautas de estos efectos durante las misiones de larga duración, así como a modelar el envejecimiento humano y enfermedades como el cáncer en la Tierra.

(Reportaje de Will Dunham.; Editado en español por Juana Casas)