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¿Qué le pasa al corazón de los astronautas cuando están fuera de la Tierra?
Según un estudio, las células de este órgano humano se ven alteradas en vuelos espaciales, pero vuelven a la normalidad en nuestro planeta.
Las células del músculo cardíaco derivadas de las células madre muestran una notable adaptabilidad a su entorno durante y después del vuelo espacial, según un estudio publicado en la revista 'Stem Cell Reports'. Los investigadores examinaron la función cardíaca a nivel celular y la expresión génica en células cardíacas humanas cultivadas a bordo de la Estación Espacial Internacional durante 5,5 semanas. La exposición a la microgravedad alteró la expresión de miles de genes, pero reaparecieron en gran medida los patrones normales de expresión génica dentro de los 10 días posteriores al regreso a la Tierra.
"Nuestro estudio es novedoso porque es el primero en utilizar células madre pluripotentes inducidas por humanos para estudiar los efectos de los vuelos espaciales en la función cardíaca humana -asegura el autor principal del estudio Joseph C. Wu, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford-. La microgravedad es un entorno que no se comprende muy bien, en términos de su efecto general sobre el cuerpo humano, y estudios como este podrían ayudar a arrojar luz sobre cómo se comportan las células del cuerpo en el espacio, especialmente a medida que el mundo se embarca en más misiones espaciales más largas como ir a la luna y a Marte".
Estudios anteriores han demostrado que el vuelo espacial induce cambios fisiológicos en la función cardíaca, incluida la frecuencia reducida, la presión arterial baja y el aumento del gasto cardíaco. Pero hasta la fecha, la mayoría de los estudios de fisiología de microgravedad cardiovascular se han llevado a cabo en modelos no humanos o en tejidos, órganos o niveles sistémicos. Se sabe relativamente poco sobre el papel de la microgravedad en la influencia de la función cardíaca humana a nivel celular.
Para abordar esta pregunta, Wu y sus colaboradores estudiaron el tallo pluripotente inducido por humanos cardiomiocitos derivados de células (hiPSC-CM). Generaron líneas hiPSC a partir de tres individuos reprogramando las células sanguíneas y luego las diferenciaron en hiPSC-CM.
Luego se enviaron los hiPSC-CM a la Estación Espacial Internacional a bordo de una nave espacial SpaceX como parte de una misión de servicio de reabastecimiento comercial. Simultáneamente, se cultivaron hiPSC-CM de control terrestre en la Tierra para poder comparlos posteriormente. Al regresar a la Tierra, los hiPSC-CM que viajaron al espacio mostraron una estructura y morfología normales. Sin embargo, se adaptaron modificando su patrón de golpes y los patrones de reciclaje de calcio.
Además, los investigadores realizaron la secuenciación de ARN de los hiPSC-CM recogidos a las 4,5 semanas a bordo de la Estación Espacial Internacional, y 10 días después de regresar a la Tierra. Estos resultados mostraron que 2.635 genes se expresaron de forma distinta entre muestras de vuelo, post-vuelo y control de tierra. En particular, las vías genéticas relacionadas con la función mitocondrial se expresaron más en hiPSC-CM volados por el espacio. Una comparación de las muestras reveló que los CM de hiPSC adoptan un patrón de expresión génica único durante los vuelos espaciales, que vuelve a ser similar a los controles en tierra al volver a la gravedad normal.
"Nos sorprende la rapidez con que las células del músculo cardíaco humano pueden adaptarse al entorno en el que se encuentran, incluida la microgravedad -admite Wu-. Estos estudios pueden proporcionar información sobre los mecanismos celulares que podrían beneficiar la salud de los astronautas durante los vuelos espaciales de larga duración, o potencialmente sentar las bases para nuevas ideas para mejorar la salud del corazón en la Tierra".
Según Wu, las limitaciones del estudio incluyen su corta duración y el uso de cultivo celular 2D. En futuros estudios, los investigadores planean examinar los efectos de los vuelos espaciales y la microgravedad utilizando tejidos cardíacos 3D derivados de hiPSC más fisiológicamente relevantes con varios tipos de células, incluidas las células de los vasos sanguíneos. "También planeamos probar diferentes tratamientos en las células del corazón humano para determinar si podemos prevenir algunos de los cambios que sufren las células del corazón durante el vuelo espacial", concluye.
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