Los científicos quieren saber cómo cambian nuestros diminutos organismos intestinales cuando los llevamos al espacio

Este breve artículo se incluyó originalmente en Undark.

El espacio presenta algunos grandes riesgos para los seres humanos, desde los grandes vacíos hasta la fatalidad del calor del espacio profundo. Sin embargo, a medida que la humanidad toma en consideración los viajes espaciales de larga duración, existen otros peligros potenciales más pequeños que, según algunos científicos, podrían merecer más interés: los microorganismos de la Tierra.

Los astronautas se encuentran con innumerables problemas de salud en el espacio, consistentes en una pérdida de grosor de los huesos, atrofia del tejido muscular, así como problemas psicológicos. Y en el mundo, los científicos están descubriendo progresivamente cómo las diversas bacterias y también otros microbios que viven dentro y fuera de las personas -el microbioma humano- influyen físico y también salud y bienestar mental.

El espacio, por supuesto, es un entorno totalmente diferente al de la Tierra, con altos niveles de radiación y microgravedad. Aunque la ciencia está lejos de ser segura, estas diferencias sustanciales pueden crear ajustes inesperados en el microbioma de los astronautas. En consecuencia, esto puede dar lugar a diversos problemas de salud, que podrían ser mucho más evidentes en las estancias de larga duración en el espacio, como si se tratara de un viaje a otra tierra.

Aun así, las implicaciones de un microbioma interrumpido no se reconocen adecuadamente, también en el mundo, afirmó David Pearce, científico de biociencia de la Universidad de Northumbria y escritor de un 2022 documento descubriendo cómo un viaje a Marte puede afectar a los gérmenes en el intestino- que hace que la serie de enfermedades relevantes y también la enfermedad precede difícil de anticipar. Así como la investigación directa es limitada porque sólo alrededor de 600 individuos han estado realmente alguna vez en la habitación. Los que realmente han hecho el viaje no suelen quedarse mucho tiempo, ya que la duración ordinaria de un viaje a la Estación Espacial Internacional tiene que ver con seis meses. Y algunos científicos aún no se animan a que haya suficientes pruebas que recomienden que el microbioma humano se altere mucho antes de todo.

De todos modos, muchos científicos, incluyendo a Pearce, están tratando de averiguar si los astronautas van a entrar en un estado en el que su microbioma se ajusta de manera perjudicial, llamado disbiosis. "Como van a estar fuera durante mucho tiempo, ¿se convertirá esa disbiosis en un problema considerable", afirmó, "o hará que tengan influencias en la salud que perjudiquen su capacidad de funcionamiento?".


Los investigadores intentan comprender los posibles resultados de la estancia en el microbioma en dos ámbitos: en entornos terrestres que se asemejen en cierto modo a los que se experimentan en el espacio, o que se precedan. En un ejemplo de lo primero, Norberto González-Juarbe, detective principal del grupo de investigación del microbioma de los astronautas del Grupo de Enfermedades Infecciosas y Medicina Genómica del Instituto J. Craig Venter, está estudiando los microbiomas de los investigadores que operan en las estaciones Concordia y Neumayer en la Antártida. Dijo que estos lugares imitan, en parte, lo que los astronautas experimentan antes, particularmente la oscuridad, la detención y también el contacto humano restringido.

El equipo se prepara para analizar las muestras de los investigadores en estas estaciones para ver cómo cambia la estructura microbiana de sus tractos gastrointestinales, así como la reacción de sus sistemas inmunitarios a los problemas de las estaciones de la sala. Según González-Juarbe, los primeros resultados muestran cambios en los microbios del tracto digestivo, y también el grupo está comprobando actualmente los datos inmunológicos. Espera dar a conocer los resultados a finales de este año.

En cuanto a los estudios de investigación realizados con anterioridad, hay unos cuantos. Uno estudio de 2019 , como ejemplo, comparó los microbiomas del astronauta Scott Kelly y su hermano gemelo, Mark, después de que el anterior mosted probablemente a la ISS durante casi un año a partir de 2015. La investigación asumió que el microbioma de Scott Kelly ciertamente se alteró en el espacio. Para él, esto consistió en una disminución de los microorganismos llamados Bacteroidetes, cuya desregulación ha sido realmente vinculado a preocupaciones neurológicas, del sistema inmunológico, así como metabólicas, así como el aumento de Firmicutes, un tipo de gérmenes que pueden ayudar a descomponer almidones y fibras específicas.

La investigación directa es limitada porque sólo unas 600 personas han estado antes en la habitación.

En 2019, un estudio más del Instituto J. Craig Venter examinó a 9 astronautas que invirtieron entre 6 y 12 meses en la ISS. Los astronautas recogieron muestras de varias zonas de la piel, la nariz y la lengua. Los astronautas también recogieron heces, sangre y saliva, junto con muestras de diferentes superficies de la terminal y de su tanque de agua.

De vuelta al mundo, los investigadores extrajeron y secuenciaron el ADN de los ejemplares para ver exactamente cómo los microbiomas de los astronautas cambiaban con el tiempo. El estudio de investigación descubrió que diferentes gérmenes de la piel, consistentes en tipos de Gammaproteobacterias, se redujeron en número, lo que los autores suponen que podría añadirse a la sensación común de sarpullidos así como de hipersensibilidad cutánea entre los astronautas en el espacio. Las búsquedas sugirieron además que el microbioma gastrointestinal del astronauta se transformó, lo que 2 tipos de microorganismos - Akkermansia y también Ruminococcus, que parecen desempeñar funciones esenciales en el mantenimiento de honestidad de la mucosa en el tracto digestivo, así como en descomposición carbohidratos.vio una disminución de cinco veces.

Los cambios en el microbioma intestinal pueden afectar al proceso metabólico de los alimentos, el bienestar de los huesos , así como incluso cognición , dijo González-Juarbe, que no formó parte de la investigación de 2019. Los trabajos más largos en el espacio -como el 18 meses a Marte y también de vuelta- probablemente empeorarían estos problemas. "La afirmación, 'Eres lo que consumes', es algo real", afirmó. "Los cambios en el microbioma general ciertamente tendrán efectos en su salud cerebral total, así como en su bienestar cognitivo".

No todas las personas están convencidas de que el microbioma humano se ajusta en el espacio, sin embargo. Los estudios existentes también tienen un par de sujetos para sacar cualquier veredicto, según Jack Gilbert, un profesor de pediatría en la Universidad de California San Diego, así como jefe de la sección de biología para la Institución Scripps de Oceanografía. "Con tan par de individuos ahí arriba", incluyó, "hacer cualquier tipo de investigación con cualquier tipo de rudeza analítica es muy difícil".

Gilbert tampoco está convencido de la investigación doble de Kelly: "Tenemos un montón de estudios de gemelos que contrastamos con el tiempo en la Tierra, así como todos ellos revelan variaciones considerables entre sí".

Potencialmente mucho más preocupante para la salud humana y el bienestar precedente son los microbios que podrían escapar del cuerpo y llegar a ser mucho más inseguro, Gilbert afirmó. A estudio de investigación de 2019 realizado por Gilbert y también sus colegas sugiere que esta puede ser la situación. En marzo de 2016, los astronautas en la ISS recogieron muestras de la mesa de comedor de la estación. 6 días después, las muestras fueron recordadas a la Tierra. Gilbert y su grupo después de que los microbios aislados en el ejemplo, elegido 2 presiones del hongo Fusarium oxysporum, y secuenciado su genética.

" Los cambios en el microbioma total se llevará a su salud cerebral en general, y también su salud cognitiva y el bienestar", dijo González-Juarbe.

El grupo comparó entonces las muestras de hongos separadas con otras 62 de estrés y localizó que la genética de los ejemplares de la ISS difería de la de sus equivalentes terrestres. El equipo sometió adicionalmente a diminutos gusanos llamados nematodos a ambas muestras. Localizaron que algunos de los microbios procedentes de la ISS mataban aún más a estos gusanos.

Gilbert afirmó que es posible que los hongos se vuelvan más patógenos en respuesta a la violencia del espacio, aunque su grupo está realizando una nueva investigación para ayudar a aclarar ese vínculo. Los gérmenes favorecen los lugares cálidos y húmedos, como la atmósfera del interior del cuerpo. Así, los gérmenes que salen de ese hábitat a las superficies frías y secas -también basadas en la radiación y la falta de gravedad- pueden adquirir nuevas habilidades de supervivencia a lo largo de generaciones, afirmó. "Desgraciadamente", incluyó, "algunos de esos métodos de supervivencia están relacionados con puntos como la resistencia a los antibióticos o una mayor virulencia frente a los humanos".

Gilbert señaló que los astronautas elegidos para ir a la habitación suelen estar excepcionalmente sanos y equilibrados, por lo que las posibilidades de que enfermen por culpa de estos microorganismos rebeldes son pequeñas. Sin embargo, si alguien en un viaje largo a Marte tiene el sistema inmunitario del cuerpo dañado por un trastorno gastrointestinal o por la fatiga, añadió, podría ser infectado por "estos duros supervivientes de Mad Max".


La investigación existente sobre el microbioma humano en el espacio deja muchas incógnitas, según cada uno de los investigadores que hablaron con Undark. Como ejemplo, Nicole Buckley, líder del grupo con el programa SciSpacE de la Agencia Espacial Europea - o investigación científica de la atmósfera de la zona - señaló que es difícil afirmar si cualquier tipo de trastornos preceden, como la pérdida de descanso, se desencadenan por las interrupciones microbianas, o si los microbios son simplemente añadiendo o respondiendo a varios otros trastornos.

También no está claro, hasta ahora, es cómo los científicos pueden reestabilizar el microbioma de una persona en el espacio, en caso de que sea arrojado fuera de whack hasta el punto de la dolencia, Pearce declaró. A modo de ejemplo, trasplante fecal -que incluye el trasplante capilar de bacterias beneficiosas de las heces de un benefactor sano justo en alguien que está enfermo- puede ayudar a recuperar las funciones inmunitarias para individuos con ciertas enfermedades. Sin embargo, dado que los microbiomas son tan complicados, "no es como proporcionar un medicamento que tenga un resultado", dijo. "Estás llevando a cabo un microorganismo que puede llegar a estar bien establecido y tener un resultado preferible, o puede no llegar a estar bien establecido así como no tener el resultado final que esperas".

Algunos de los científicos tuvieron en cuenta, sin embargo, que unos ajustes bastante sencillos pueden marcar la diferencia para los astronautas. González-Juarbe dijo que dar verduras y frutas frescas, así como alimentos ricos en fibra, puede promover los microorganismos que producen grasas de cadena corta en el vientre, lo que ayuda a mantener la sistema inmunitario. Buckley señaló que los alimentos pre y también probióticos también podrían ayudar en este campo.

Los astronautas en el espacio tienen acceso a los alimentos liofilizados, de acuerdo con un correo electrónico de Grace Douglas del Proyecto de Tecnología de Alimentos Avanzados de la NASA, que tienen "grados típicos de los microbios relevantes para los alimentos", pero se procesan para mantenerse libre de incluir cualquier tipo de virus. Los astronautas también reciben pequeñas cantidades de verduras y frutas frescas a través de los objetivos de reabastecimiento. Aun así, según Buckley, un microbioma sano y equilibrado requiere limitar los alimentos procesados y también más frutas y verduras frescas y también alimentos ricos en fibra.

Gilbert señaló que los astronautas seleccionados para dirigirse a la habitación suelen estar increíblemente sanos, por lo que las posibilidades de que se enfermen de entre estos microbios rebeldes son pequeñas.

La ESA está trabajando actualmente con una investigación en la que ofrecen compuestos descubiertos en la leche de busto humano llamados oligosacáridos, un equipo conectado de carbohidratos, a los planes de dieta de los científicos que permanecen en la estación de investigación Concordia en la Antártida durante más de un año. Se cree que estos compuestos son vitales para el desarrollo de microbiomas sanos y equilibrados en los bebés. La investigación comprobará el efecto de los oligosacáridos en los microbiomas de los investigadores, los sistemas inmunitarios del cuerpo y el estado de ánimo.

Todavía hay otras áreas que requieren ser exploradas y que podrían aumentar la comprensión de la investigación científica sobre el resultado de la habitación en el microbioma humano. Por ejemplo, hay un requisito para aprender más acerca de los astronautas específicos y también sus equilibrios microbianos, lo que hace que sus microbiomas a ser estable o inestable, Pearce afirmó.

Pearce incluyó que los astronautas podrían encontrarse con microorganismos oportunistas conocidos, es decir, microbios que suelen ser benignos, pero que pueden volverse peligrosos cuando el sistema inmunitario de un individuo se compromete, entre otros elementos -- como los responsables de MRSA que se encuentra en 2 por ciento de las personas. Pero puede haber "incógnitas desconocidas" en este campo, dijo: gérmenes que los seres humanos llevarán a la derecha en el área que tienen el potencial no descubierto para terminar siendo patógeno.

Actualmente, tampoco se sabe cómo cambiaría el microbioma humano en un viaje largo a Marte, en comparación con una estancia razonablemente breve en la ISS, dijo Pearce. Sin embargo, teniendo en cuenta la escala de tiempo de los vuelos espaciales al mundo rojo, que estrategias de la NASA para finales de la década de 2030 o principios de la década de 2040- los científicos tienen mucho tiempo para comprender mejor el deber que el microbioma puede apostar el bienestar de los astronautas, agregó. Hasta después de eso, Pearce declaró que los científicos tienen que proceder a utilizar los métodos fácilmente disponibles para ellos, ya sean investigaciones terrestres que se asemejan a la zona, los estudios de investigación preceden a sí mismo, o simplemente los exámenes que el propósito de comprender mejor el microbioma de las personas que están seguros en la tierra. "No hay nadie que pueda darnos una respuesta a esto", dijo.

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