El científico peruano que trabaja en una misión clave de la NASA para los viajes a la Luna y Marte

Una de ellas es BioSentinel, la primera misión biológica al espacio profundo de la NASA. Con ella, los científicos enviarán al espacio células de levadura para medir el impacto de la radiación espacial en los organismos vivos, y así conocer el daño que esta podría provocar en los astronautas.

El científico peruano Sergio Santa María, quien trabaja desde 2014 en el Ames Research Center de la NASA, es parte de esta misión. El Comercio conversó con él sobre la misión BioSentinel, la importancia de la búsqueda de la vida en el universo y su experiencia personal para llegar a trabajar en la NASA.

“El futuro de nosotros como especie está fuera de la Tierra”, afirma el investigador egresado de la Universidad Cayetano Heredia.

- Su trabajo está relacionado a medir el impacto de la radiación espacial en los organismos vivos. ¿Cómo aporta este trabajo en las futuras misiones espaciales tripuladas?

Lo que estamos haciendo es tratar de acumular información preparándonos para las próximas misiones que se nos vienen en las próximas décadas, las misiones a la Luna, a Marte, y posiblemente una estación en órbita lunar. Lamentablemente no podemos enviar astronautas fácilmente. Ya no es como en las misiones Apolo en los 60, ahora se piensa más [para enviar astronautas fuera de la Tierra]. Ahora nos preguntamos cómo llegar más lejos, cómo mantenernos más tiempo en el espacio, para lo cual no tenemos información suficiente. Las misiones Apolo son las únicas con astronautas que salieron de la magnetósfera terrestre, que es la que nos protege de la radiación cósmica. Lo que queremos hacer es enviar [al espacio] organismos modelo, que son tipos de organismos que se usan como modelos biológicos, que, a nivel de genética, fisiología e incluso de aprendizaje nos ayudarían a hacer extrapolaciones para [entender cómo la radiación afectaría a los] astronautas. Nos ayudaría a saber cómo proteger mejor a los astronautas en misiones de larga duración. En nuestro caso, lo estamos haciendo con las células de levadura, que se usan mucho en laboratorios, son muy parecidas a la de los humanos a nivel de reparación de daño genético o respuesta a radiación espacial. Y vamos a utilizarla para medir la radiación espacial interplanetaria en preparación para futuras misiones con astronautas.

“La idea con esta misión es conocer lo que haría radiación en los humanos”

- De los tipos de radiación que hay en el espacio y podrían afectar a los astronautas, ¿cuál es la que se va a investigar?

A nivel de radiación, hay muchos tipos diferentes. Si las quieres categorizar en superficial y no superficial, está la radiación ultravioleta y la ionizantes La radiación ultravioleta de por sí no es tan peligrosa porque es fácil de bloquear, incluso en la Tierra, en el espacio es lo mismo. Pero la radiación ionizante (rayos x, rayos gamma, protones y partículas más pesadas) es mucho más difícil de bloquear; hay algunas que están fuera de la magnetosfera y son más energéticas. Dentro de los tipos de radiación ionizante en el espacio profundo hay dos tipos principales: los rayos solares, que son básicamente protones solares y son pequeños y no tienen mucha energía, son peligrosos cuando hay tormentas solares y son más del 90% de la radiación que hay en nuestro espacio; por otro lado, tienes los rayos cósmicos galácticos, que son partículas bastante energéticas que vienen de las explosiones de las supernovas de las galaxias exteriores; este tipo de radiación se le conoce como omnidireccional (viene de todas las direcciones), siempre está presente y a la vez. Los componentes de la radiación cósmica son bastante variados y conocemos muy poco en realidad, ese es otro gran problema. Los rayos cósmicos son difíciles de bloquear, pueden atravesar una nave espacial fácilmente, pueden fragmentarse en partículas más pequeñas y causar más daños. La característica más importante de la radiación ionizante en organismos vivos es que puede romper las moléculas del ADN, y además tiene otros efectos secundarios como ionizar el agua o los materiales líquidos, formar radicales de oxígeno. Entonces, es una radiación bastante peligrosa y es por eso que se usa para tratar el cáncer porque es potente. La idea es conocer lo que haría este tipo de radiación en los humanos.

- Entonces la información que se tiene sobre radiación fuera de la capa magnética de la Tierra es limitada…

La información que tenemos nosotros está basada en astronautas de Apolo, cuya última misión fue en 1972. Y lo que se vio en ellos, comparado con astronautas que fueron a órbitas más bajas, es un incremento en el daño cardiovascular, formación de cataratas, pero esto todo es basado en una muestra de 24 astronautas. Todo lo que tenemos fuera de eso en humanos, microorganismos y plantas está basado en estudios en órbitas bajas terrestres, donde la radiación es muy diferente a lo que sucede fuera de la capa magnética.

- Las dudas están relacionadas al efecto que tendría la radiación sobre todo en viajes de larga duración, ¿cierto?

Sí. Cuando llegas a Marte, no puedes volver [a la Tierra] inmediatamente, tienes que esperar aproximadamente 3 meses para que llegue a la órbita correcta. Estamos hablando de una misión de seis a ocho meses de ida, lo mismo de vuelta, más los tres meses en órbita o en superficie marciana, para poder regresar. Entonces estamos comparando misiones Apolo de 12 días y medio con una misión de un par de años. Evidentemente la duración es el aspecto más importante. Nos basamos mucho en las tecnologías actuales para proteger a los astronautas, las naves espaciales, la alimentación, las medicinas, y también el combustible que se usaría. Todo esto se está investigando, cómo mejorar todo, además del aspecto social de cómo lidiar con una persona o un par de personas en una cápsula del tamaño de un auto.

- ¿Por qué usar células de levadura y no organismos más parecidos a los humanos?

Una cosa que siempre se critica bastante es por qué no se usan modelos biológicos más similares a humanos. Si bien las levaduras son parecidas a nivel genético, evolutivamente no lo son, comparadas con humanos. Estas son unicelulares, nosotros pluricelulares. Pero siempre se hacen extrapolaciones. Nosotros lo que podemos medir es la cantidad de daño [causada por la radiación] a través del tiempo, tenemos una serie de componentes electrónicos que nos permiten activar tarjetas de microfluidos cada cierto tiempo. Nuestra misión es de seis a 12 meses, nuestra nave espacial es pequeña y la transferencia de data es importante. La idea es que toda esa información nos dirá la cantidad de daño que están recibiendo las células a través del tiempo activándoles los fluidos cada cierta cantidad de semanas, y cómo va empeorando la situación. Y nos preguntamos: ¿las células han sido capaces de reparar ese daño genético y cuánto se han demorado? Esa data llega a la Tierra y nosotros comparamos esos resultados con experimentos que hacemos aquí, con aceleradores de partículas, etc., y ahí tratamos de establecer extrapolaciones. Se sabe la cantidad de ADN [que tienen estas células] comparadas con una célula humana; se sabe qué tan sensibles son las células humanas y las de la levadura a diferentes tipos de radiación. Si hay un cierto tipo de daño en células de levadura, nos preguntamos cómo esto se correlaciona con humanos.

- Esta es la primera de varias misiones biológicas.

Es la primera misión de su tipo, es la primera que vamos a enviar fuera de nuestro sistema Tierra- Luna. Se ha enviado organismos vivos dentro de los rovers porque no son 100% limpios. Nosotros estamos enviando a propósito, por primera vez, una misión biológica eliocéntrica [alrededor del sol]. Es una prueba de demostración de las tecnologías, de los sistemas de soporte biológico, y vamos a seguir enviando más misiones si son financiadas y vamos a ver cómo pueden mejorarse los sistemas que utilizamos. Esta es la primera de un pelotón de pequeños satélites con organismos vivos enviados al espacio profundo.

- Como en todas las misiones, esta permitirá entonces hacer modificaciones y mejoras en las siguientes.

Claro. Un ejemplo claro: hay muchos investigadores que estudian materiales para proteger de la radiación en las naves espaciales o en la superficie. Y nosotros pensamos que en un momento se pueden probar estos materiales en estas misiones y determinar cuál protege mejor a los organismos vivos. Otro ejemplo es que hay muchos medicamentos y agentes antioxidantes que los astronautas toman para evitar que el efecto de la radiación sea mayor; podríamos hacer lo mismo con levadura u otros organismos que podamos poner en estas pequeñas naves espaciales, y con un sistema de microinyección de fluidos administrar en distintas dosis y comparar si es que ayudan a que las células respondan mejor o no a la radiación. Pero estamos hablando de misiones posteriores.

- Aún no se tiene una fecha de lanzamiento establecida, ¿cierto?

Oficialmente el lanzamiento es para noviembre de 2021, pero ahora sabemos que será un poco después, tal vez un par de meses. Lo que sucede con esta misión es que es una carga secundaria; nosotros entregamos nuestra carga que se deposita debajo de la nave Orión. Y básicamente se continúa el ensamblaje del cohete de la misión Artemis I alrededor de nuestra carga. El modelo biológico con el que trabajamos permite esperar a que finalice el ensamblaje, es algo que no se podría hacer con animales de laboratorio, por ejemplo.

- Cuando uno ve el tema superficialmente, la búsqueda de vida fuera de la Tierra podría parecer una actividad muy alejada de las prioridades que debemos tener. ¿Por qué es importante enfocarnos en buscar vida en el espacio?

El futuro de nosotros como especie está fuera de la Tierra. Hay bastantes estudios de astronomía y astrofísica, con datos sólidos, que muestran que hay quizá miles de millones de planetas como el nuestro, fuera de nuestra vía láctea. Cuando vas obteniendo más información, te queda más claro que algo debe haber. ¿Nosotros lo vamos a ver en algún momento? Probablemente, no. Entonces, creo que iniciar la búsqueda de la vida es importante. ¿Por qué es importante? Porque nuestro futuro no está acá. Mucha gente critica por qué hacemos estudios en el espacio si hay tanto que hacer en la Tierra. Yo no lo veo como algo separado, no veo por qué no se puede investigar ambas cosas, y la NASA hace eso: investiga el espacio y también la Tierra, ahora se va a hacer más inversión en estudios de cambio climático.

Su llegada a la NASA

“No hay una forma específica de llegar a NASA, traten de cumplir con todos los requisitos”

- ¿Cómo logró llegar a trabajar a la NASA?

En realidad, yo me fui [del Perú] en el año 2003, cuando comencé mi doctorado en Texas. Cuando haces doctorado, tienes la oportunidad de hacer rotaciones de laboratorio para decidir en qué laboratorio te invitan para quedarte y hacer tu tesis. En EE.UU. es así. Tuve la oportunidad de hacer una rotación en la sede de la NASA en Houston, pero estaba con visa de estudiante y tienes que tener chaperones, etc. En realidad, no me gustó mucho esa parte de la experiencia; me gustó mucho trabajar ahí, trabajé en biofísica y radiación estudiando el daño genético en astronautas. Uno tiene la oportunidad de quedarse a hacer su doctorado en NASA, pero yo decidí quedarme en la universidad y hacer mis estudios de reparación de daño genético. Terminé mi doctorado y me fui a Manhattan para hacer mis estudios de posdoctorado con un financiamiento de la Sociedad del Cáncer Americana. Cuando acabé en 2013 me ofrecieron quedarme como investigador en la Universidad de Nueva York y al mismo tiempo hubo la oportunidad de aplicar a este trabajo en California, donde me encuentro ahora, y envié mi postulación como cualquier otra persona. Tuve la ventaja de que cumplía con todos los requisitos. Y eso siempre le digo a los estudiantes: no hay una forma específica de llegar a NASA, pero traten de cumplir con todos los requisitos. Yo nunca me preparé para llegar a NASA, si hubiera querido me hubiera quedado haciendo mi doctorado allí. Simplemente cumplía con todos los requisitos para ser un investigador en NASA [en mi área]: tenía estudios en radiación, en órganos modelos, genética molecular, etc. y comencé en enero de 2014 en NASA Ames.

- En el Perú, actualmente no hay un lugar donde podría trabajar en biología espacial, ¿cierto?

En Perú yo trabajé en ecología y de ahí trabajé con mineros, y de ahí mi interés en radiación porque trabajé con ellos en la parte de efectos genotóxicos y luego hice mi doctorado en reparación de daño genético. Hay peruanos que yo conozco que trabajaron en NASA. Uno es José Carlos Aponte, que es químico de Cayetano y trabajó en extractos naturales de plantas medicinales e hizo su doctorado en ESO e hizo su posdoctarado en NASA. El otro peruano es el doctor Julio Valdivia, quien estudió en Arequipa y se fue a México a estudiar astrobiología, y es así como él entra a hacer un posdoctorado en NASA. Y él regresa al Perú. Los menciono porque sé que ellos siguen trabajando en sus campos en Perú. También está el doctor David Lavan de INICTEL-UNI, que trabaja en microgravedad. También hay muchachos en Arequipa y Trujillo. Más allá de eso, no conozco un programa de astrobiología o de biología espacial en el Perú. ¿Debería haberlo? No lo sé. Hace poco di una charla para 70 jóvenes como parte de la certificación de astrobiología. Definitivamente hay interés, sobre todo en astrobiología y lo que tiene que ver con búsqueda de la vida. Hay interés en la UNI, en San Marcos, en Católica. Sé que hay capacidad de los estudiantes para hacerlo, pero también hay que ser realistas con las capacidades del país. Para qué vas a educar a un estudiante durante cinco años en astrobiología para que finalmente no se quede en el país, y si finalmente lo hace, va a tener que luchar por sacar un proyecto de investigación.

- ¿Qué consejo le daría a los estudiantes que están interesados en estos temas?

Lo que yo le digo a los estudiantes es que para estudiar estos temas no tienes que ser el mejor estudiante del mundo, pero tienes que ser consistente, humilde y aprovechar todas las oportunidades. Por ejemplo, esa conferencia que piensas que no te va a servir de nada, pero ves el nombre de una persona con la que quisieras conversar, entonces vale la pena. Inversiones pequeñas pueden dar grandes satisfacciones. O el solo hecho de enviar un correo electrónico. Yo siempre le doy oportunidad a las personas que me contactan directamente. Cuando me escriben y me dicen: “Yo hago estos estudios, estoy interesado en hacer una rotación de laboratorio”. Entonces veo cómo ayudarlos. Es importante que mantengan la humildad, ser persistente, consistente. Siempre hay que aprovechar las oportunidades.

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