Estar en el espacio acelera el envejecimiento de células madre humanas

Los vuelos espaciales aceleran el envejecimiento de las células madre y progenitoras hematopoyéticas humanas, que son vitales para la salud de la sangre y el sistema inmunológico, según un estudio liderado por la Universidad de California en San Diego (Estados Unidos).

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Los resultados muestran que estas perdieron parte de su capacidad para producir nuevas células sanas, se volvieron más propensas al daño del ADN y mostraron signos de envejecimiento más rápido en los extremos de sus cromosomas después del vuelo espacial, todos ellos signos de envejecimiento acelerado.

Los investigadores, que entre otras herramientas usaron inteligencia artificial, centraron sus experimentos en cuatro misiones de reabastecimiento de SpaceX a la Estación Espacial Internacional. Los detalles se publican en la revista Cell Stem Cell.

“El espacio es la prueba de estrés definitiva para el cuerpo humano”, señala Catriona Jamieson, directora del Instituto Sanford de Células Madre y profesora de medicina en la universidad californiana.

Estos hallazgos son de “vital importancia” porque muestran que los factores de estrés del espacio, como la microgravedad y la radiación cósmica galáctica, pueden acelerar el envejecimiento molecular de las células madre sanguíneas.

“Comprender estos cambios no solo nos informa sobre cómo proteger a los astronautas durante las misiones de larga duración, sino que también nos ayuda a modelar el envejecimiento humano y enfermedades como el cáncer aquí en la Tierra. Se trata de un conocimiento esencial ahora que entramos en una nueva era de viajes espaciales comerciales e investigación en órbita terrestre baja”.

Estudios anteriores de la NASA demostraron que los vuelos espaciales pueden afectar a la función inmunitaria y a la longitud de los telómeros (extremos de los cromosomas).

Uno de ellos, el Estudio de Gemelos, fue un experimento de un año de duración (2015-2016) en el que el astronauta Scott Kelly pasó 340 días a bordo de la estación espacial mientras su gemelo, Mark Kelly, permanecía en la Tierra.

El trabajo realizó un seguimiento de los cambios en la genética, la fisiología, la cognición y el microbioma, y descubrió alteraciones en la expresión génica, cambios en la longitud de los telómeros y cambios en el microbioma intestinal. Sin embargo, muchas de estas modificaciones se revirtieron o volvieron a la normalidad después de que Kelly regresara a tierra.

Seguimiento en tiempo real

Para llevar a cabo el actual estudio, los investigadores, también de la empresa Space Tango, desarrollaron una novedosa plataforma de ‘nanobiorreactores’, sistemas de biosensores 3D miniaturizados que permitieron cultivar células madre humanas en el espacio y monitorizarlas con herramientas de imagen basadas en inteligencia artificial.

Las células expuestas a entre 32 y 45 días de vuelo espacial mostraron características distintivas del envejecimiento. Los investigadores observaron que los vuelos espaciales desencadenan una serie de cambios en las células madre hematopoyéticas muy similares a los que se producen a medida que envejecemos.

Estas se volvieron más activas de lo normal, agotando sus reservas y perdiendo la capacidad de descansar y recuperarse, una característica clave que permite a las células madre regenerarse con el tiempo.

Su capacidad para producir nuevas células sanas disminuyó, mientras que los signos de desgaste molecular, como el daño en el ADN y el acortamiento de los extremos de los cromosomas (telómeros), se hicieron más pronunciados.

Las células también mostraron signos de inflamación y estrés dentro de sus mitocondrias —las productoras de energía de la célula— y comenzaron a activar secciones ocultas del genoma que normalmente se mantienen inactivas para mantener la estabilidad. Estas respuestas al estrés pueden afectar a la función inmunitaria y aumentar el riesgo de enfermedades.

Cabe destacar que, cuando estas células expuestas al espacio se colocaron posteriormente en un “entorno joven y saludable”, parte del daño comenzó a revertirse, lo que sugiere que podría ser posible rejuvenecer las células envejecidas con las intervenciones adecuadas.