¿Por qué el sistema inmune se debilita durante el vuelo espacial?

Se sabe que los astronautas tienen un mayor riesgo de enfermar en comparación con las personas en la superficie de la Tierra. Se sabe que las tensiones que acompañan a la ingravidez, vivir confinados en pequeños habitáculos, permaneciendo lejos de su familia y amigos, y además su jornada atiborrada de trabajo -al mismo tiempo, no dormir lo suficiente- provocan estragos en el sistema inmunológico.

El especialista de misión Garrett Reisman
experimentando la ingravidez en el espacio.

Un grupo de investigación dirigido por el inmunólogo Ty Lebsack de la Universidad de Arizona ha descubierto que los vuelos espaciales producen cambios en la actividad de los genes que controlan la respuesta inmune y el estrés, y que tal vez esto provoca que los astronautas padezcan más enfermedades.
Entre los factores que afectan la salud en los vuelos espaciales se cuentan: una mayor susceptibilidad de una tripulación para contraer infecciones y las observaciones previas de que los microbios que causan las enfermedades prosperan en un ambiente de gravedad casi nula. Por todo esto los largos viajes a destinos lejanos como Marte plantean un gran desafío para las misiones espaciales tripuladas.
"En conjunto, nuestros resultados apuntan a la posibilidad de que el sistema inmunológico de un astronauta podría verse comprometido en el espacio", dijo Lebsack del departamento de la Universidad de Arizona de inmunología en la Facultad de Medicina.
Lebsack y sus colegas centraron su estudio en la glándula timo, el órgano que sirve como una "fábrica" y "academia de entrenamiento" para las células T que son factores clave del sistema inmune. Se compararon los patrones de expresión genética en cuatro timos de los ratones sanos que habían pasado 13 días a bordo de la misión STS-118 del transbordador espacial Endeavour de la NASA con las de igual número de ratones en la Tierra.
Su hallazgo: 970 genes individuales en el timo de los ratones en el espacio oscilaron en su funcionamiento en una escala de 1,5 veces o más. Cuando estos cambios se promediaron, 12 genes del tejido del timo de los cuatro ratones que volaron al espacio fueron regulados significativamente. "Se descubrió que los genes alterados que observamos afectan principalmente a moléculas de señalización que desempeñan un papel en la muerte celular programada y que regulan la respuesta del cuerpo ante el estrés", dijo Lebsack.
La muerte celular programada desempeña un papel importante en el funcionamiento del cuerpo, por ejemplo, en la eliminación de las células que ya no son necesarias o que están dañadas de forma irreparable. Sin embargo, la muerte celular debe estar bien regulada por el sistema inmune para que el proceso no se salga de control.
"Muchos de los genes cuya actividad osciló en los ratones en el espacio juegan un papel importante en el mantenimiento de ese equilibrio", explicó Lebsack. "Potencialmente, podrían llegar a la muerte celular a bordo de una nave espacial debido a estas diferencias".
Los resultados encajan con los experimentos llevados a cabo en la Tierra para estudiar cómo la microgravedad afecta a las células inmunes. En estos experimentos, los científicos imitaron ingravidez mediante clinostatos, que son aparatos que giran lentamente los experimentos de forma que la atracción gravitacional de la Tierra no se perciba que procede de una dirección consistente.
"Los estudios previos con cultivos celulares en clinostatos mostraron un incremento de la muerte celular de células T cuando se quita el estímulo de la gravedad", explicó Lebsack, "por lo que fue un paso lógico para comprobar si nos encontramos con los mismos efectos con animales expuestos a una falta real de la gravedad."
"Hemos observado un patrón general acerca de los genes cuya expresión se cambió por el vuelo espacial: todos ellos están involucrados, de una forma u otra, en el desarrollo, control y muerte programada de las células inmunes".
Este estudio representa el primer uso de la tecnología de "microarrays" para investigar la expresión génica en el tejido del timo de ratones que volaron al espacio, según los autores. Las complejas iniciativas de investigación como ésta necesitan especialistas que combinen sus diferentes áreas de especialización.
Este trabajo de investigación, financiado por la NASA, se publicó en el número del 15 de mayo de The Journal of Cellular Bioquemistry.
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