Microscopios Espaciales Los humanos no pueden ir al espacio sin

Los humanos no pueden ir al espacio sin llevar miles de billones de microbios con
ellos. Un experimento a bordo de la EEI intenta averiguar cómo se comportan estos
bichos en órbita
Microscopios Espaciales
Los humanos no pueden ir al espacio sin llevar miles
de billones de microbios con ellos. Un experimento a
bordo de la EEI intenta averiguar cómo se comportan
estos bichos en órbita.
Febrero 23, 2004: Existen miles de billones de microbios en órbita alrededor de la Tierra a
bordo de la Estación Espacial Internacional (EEI). Y eso es sólo en las entrañas de un
astronauta.
Los astronautas, como cualquier otra persona, llevan microbios a donde quiera que vayan.
Existen 1014 en el colon, trillones más en sus manos y en su boca. La matemática es muy
simple: Los microbios sobrepasan a la gente, en el espacio y en la Tierra, por un factor
asombroso.
De hecho, dice Cheryl Nickerson del Centro de
Ciencias de la Salud de la Universidad de
Tulane, “hay más células bacteriales en su
cuerpo que células humanas”.
Muchas son benéficas. Algunas de las bacterias
de nuestro estómago, por ejemplo, producen
vitamina K, que se requiere para la coagulación
correcta de la sangre. Aun las patógenas, en
moderación, prestan una mano estimulando el
sistema inmunológico. En pocas palabras: la
gente necesita los bichos.
Arriba: Algunos de estos viven en nuestros intestinos: E Coli. bacteria. Crédito de la imagen del
microscopio de electrones: Centro de Microscopía y Microanálisis (Centre for Microscopy and
Microanalysis), de la Universidad de Queensland, Australia.
Con los planes de la NASA de enviar gente nuevamente a la Luna y a Marte, los
investigadores están cada vez más pendientes de esta pregunta, “¿Qué efectos tiene el viaje
espacial sobre el cuerpo humano?” Una pregunta inseparable es, ¿Cómo afecta el viaje
espacial a los microbios?”
Ya existe alguna evidencia del
comportamiento incierto que tienen los
microorganismos en un ambiente de
ingravidez. En su laboratorio de Tulane, la
Dra. Nickerson ha hecho flotar algunas
bacterias de Salmonella en las paredes de un
bio-reactor -- un aparato diseñado por la
NASA, que simula baja gravedad.
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El bio-reactor es un hábitat lleno de líquido
para bacterias. Tiene forma de cilindro y gira lentamente,
revolviendo suavemente a los microbios que estén dentro. Las
bacterias en el bio-reactor nunca tocan el fondo, sino que permanecen suspendidas en su
medio de crecimiento líquido, muy parecido a como lo harían en órbita alrededor de la
Tierra. “No es micro-gravedad real”, apunta Nickerson, “pero en muchos aspectos se
aproxima a la ingravidez”.
En el bio-reactor, la Salmonella sufre cambios. La segunda causa de enfermedades
intestinales en los Estados Unidos, se vuelve peor que de costumbre. Su predisposición
para causar la enfermedad se ve aumentada, dice Nickerson. La seudo-gravedad hace a la
Salmonella más resistente a los ácidos del estómago y al calor. La bacteria hace también un
mejor trabajo en eludir a los macrófagos, que son las células que combaten la enfermedad
en nuestro sistema inmunológico.
Escalofriante. Pero no todas las noticias son tan malas. Algunas bacterias pueden producir
antibióticos útiles y parece ser que producen más en el espacio que en la Tierra -- tanto
como un 200% más, de acuerdo con los experimentos conducidos a mediados de los
noventa en los Trasbordadores Espaciales patrocinados por la compañía farmacéutica
Bristol-Meyers Squib y su socio BioServ Space Technologies.
Izquierda: Un tubo de ensayo lleno de colonias de bacterias cultivadas a bordo del Transbordador
Espacial ("0-g") junto a un grupo idéntico de control en tierra ("1-g"). La producción del antibiótico
Monorden fue 200% mayor en el tubo de ensayo en "0-g". [más información]
"Estos cambios son el resultado de la expresión genética alterada”, dice Nickerson. De
alguna manera la ingravidez envía señales a los genes de estos microbios, dándoles órdenes
para hacer las cosas de manera distinta. En la Salmonella, por ejemplo, 163 genes (de un
total de alrededor de 4600) cambiaron sus niveles de expresión -- volviéndose más o
menos activos que de costumbre dentro del bio-reactor. “Los genes afectados cubren todo
el conjunto de las funciones celulares: metabolismo, estructura, movimiento, factores de
virulencia. Lo que usted quiera".
Los investigadores apenas están comenzando a entender estos cambios tan radicales. ¿Son
algunos microbios más sensitivos al viaje espacial que otros? ¿Qué genes son más
alterados? ¿Cómo afecta esto a las personas?
Un experimento en la EEI, llamado el “Levadura GAP”, espera dar una respuesta.
Nickerson es la principal investigadora (PI) para el experimento. Ella trabaja
conjuntamente con su Co-PI, Tim Hammond del Centro de Ciencias para la Salud de la
Universidad de Tulane y del Centro Médico de Veteranos en Nueva Orleans.
Derecha: El aparato de Levadura GAP. "GAP", para denominar en
ingles a Group Activation Pack (Paquete de Activación en Grupo).
[Imagen ampliada]
"El mes pasado enviamos 16 frascos de levadura de cerveza a la
estación espacial a bordo de una nave Rusa de abastecimiento”,
dice Hammond. En órbita, el oficial Mike Foale de la estación
espacial, le puso a la levadura una sopa nutriente y comenzó a
reproducirse. La población de células creció 10 veces en solo
30 minutos -- “eso es equivalente a cinco generaciones de
levadura”, apunta Hammond. Después Foale inundó la cámara
de crecimiento con un agente fijador para detener la explosión
de población y conservar las células para su análisis de regreso
a la Tierra.
Nickerson y Hammond "están ansiosos por recibir la levadura
de regreso” a sus laboratorios en Louisiana, porque piensan que
las células les van a enseñar mucho acerca de la actividad genética en el espacio. “Estas no
son células ordinarias de levadura”, apunta Nickerson. “Han sido alteradas genéticamente”
para revelar sus secretos.
Hammond explica: "Las células de levadura tienen 6312 genes distintos, de manera que los
científicos han creado 6312 variedades diferentes de levadura. Se ha "eliminado" un gen de
cada variedad y se lo ha reemplazado con un patrón de código de barras de nucleótidos”.
Estos códigos de barra son como collares de identificación; al leerlos, los investigadores
pueden decir qué gen ha sido “eliminado” de una célula de levadura en particular.
Los 6312 tipos fueron enviados a la EEI, y todos los 6312 habrán tenido su oportunidad
para crecer allí.
¿Qué variedades crecieron mejor? ¿Cuáles se comportaron más pobremente? Nickerson y
Hammond lo sabrán cuando las muestras sean regresadas a la Tierra (en algún futuro vuelo
del Transbordador). Utilizando el análisis de una micro composición de ADN, clasificarán
las células de levadura por código de barras y las contarán, comparando los resultados con
muestras idénticas cultivadas en la Tierra. Este sencillo procedimiento revelará la actividad
genética y servirá para localizar con precisión los genes de levadura que más se necesitan
para desarrollarse en órbita.
Simple… pero ingenioso.
Izquierda: El oficial científico de la EEI, Mike Foale activa el
experimento con levadura GAP a bordo de la Estación
Internacional. [Imagen ampliada]
Por muchas razones la levadura es un buen organismo
para esta investigación. Se ha obtenido su genoma
completo. Es lo suficientemente resistente para soportar
un viaje al espacio. Y aunque la cepa de Levadura GAP
es benigna, algunos de sus genes son similares a los
encontrados en microbios infecciosos, de modo que
sirve como un modelo para bichos virulentos que
pudieran hacerse más virulentos en órbita. “La levadura incluso tiene algunos genes en
común con las personas”, agrega Nickerson. “De manera que también puede enseñarnos
algunas lecciones acerca de las respuestas humanas al vuelo espacial”.
Aquí en la Tierra, la levadura es quizás el organismo domesticado más antiguo, usado por
milenios para hornear pan y elaborar cerveza. En el espacio, eventualmente los astronautas
desearán hacer esas cosas. Conocer cómo reacciona la levadura a la ingravidez tiene un
valor práctico que va más allá de la investigación genética.
Comer. Respirar. Cocinar. Dormir. No hacemos solos ningunas de estas cosas. Miles de
billones de microbios lo hacen con nosotros. Y si nos vamos al espacio, también ellos
vienen con nosotros, así que mejor que averigüemos cómo les parece el viaje.
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Créditos y Contactos
Autor: Dr. Tony Phillips
Funcionario Responsable de NASA: Ron
Koczor
Editor de Producción: Dr. Tony Phillips
Curador: Bryan Walls
Relaciones con los Medios: Steve Roy
Traducción al Español: Liberto Brun/Carlos
Román
Editor en Español: Héctor Medina
El Directorio de Ciencias del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA patrocina el
Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA. La misión de
Ciencia@NASA es ayudar al público a entender cuán emocionantes son las investigaciones
que se realizan en la NASA y colaborar con los científicos en su labor de difusión.
Este artículo fue traducido al
español con el apoyo de
Astroseti.org
más información (en inglés y español)
La Oficina de Investigaciones Biológicas y Físicas (Office of Biological and Physical
Research) de la NASA -- Apoya estudios de biología fundamental para el beneficio de los seres
humanos en el espacio y en la Tierra.
El Espacio: ¿Una mala influencia para los microbios? (Ciencia@NASA) Al menos un microbio
causante de enfermedades se vuelve más virulento en micro-gravedad simulada. Los científicos
estudian este fenómeno esperando lograr un mejor entendimiento de las enfermedades
infecciosas.
Polizones microscópicos a bordo de la EEI -- (Ciencia@NASA) A donde quiera que vayan los
humanos, los microbios van con ellos, y la Estación Espacial Internacional no es la excepción.
Antibióticos del Espacio -- (Ciencia@NASA) Tubos de ensayo con bacterias producen más
antibióticos en el espacio que en la Tierra.
Remiendos para un Corazón Herido -- (Ciencia@NASA) Usando un dispositivo de la era
espacial llamado bioreactor, los investigadores han hecho crecer parches de tejido que laten y
responden de forma muy similar a como lo hace el corazón humano.
Tecnologías Espaciales BioServe (BioServe Space Technologies) -- un Centro de
Investigación Asociada (Research Partnership Center - RPC) patrocinado por la NASA, con base
en la Universidad de Colorado en Boulder, desarolló el aparato para el experimento del Paquete de
Activación en Grupo (Group Activation Pack ó GAP) usado en el experimento del GAP de levadura.
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