El riesgo de viajar a Marte… la Leucemia

Enviar una misión tripulada a Marte requiere más que un poderoso cohete de lanzamiento. El trabajo de preparación también incluye aprender cómo un vuelo espacial de tres años podría afectar al cuerpo humano. Con fondos de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA), investigadores del Instituto Wake Forest para Medicina Regenerativa están usando células madre humanas para medir los efectos de la radiación espacial profunda.

Utilizando ratones trasplantados con células madre humanas, el equipo de investigación ha demostrado por primera vez que la radiación encontrada en viajes espaciales profundos puede aumentar el riesgo de leucemia en humanos.

“Nuestros resultados son preocupantes porque muestran que la exposición a la radiación potencialmente podría aumentar el riesgo de leucemia de dos maneras”, dijo Christopher Porada, profesor asociado de medicina regenerativa y investigador senior en el proyecto.

Como parte de este proyecto en curso, el grupo ha identificado y actualmente está probando un suplemento dietético común por su capacidad de proteger a los astronautas de estos efectos perjudiciales.

“Es gratificante utilizar nuestra experiencia en células madre para ayudar a la NASA a evaluar los riesgos potenciales para la salud de los viajes espaciales y, con suerte, desarrollar estrategias para abordarlos”, dijo Porada.

La exposición a la radiación se cree que es uno de los aspectos más peligrosos de viajar a Marte, según la NASA. La distancia media al planeta rojo es de 225 millones de km, y una ida y vuelta puede tomar tres años.

El objetivo del estudio, publicado en la revista Leukemia, fue evaluar los efectos directos de las partículas energéticas solares simuladas (SEP) y la radiación de rayos cósmicos galácticos (GCR) en células madre hematopoyéticas humanas (HSC). Estas células madre comprenden menos del 0,1% de la médula ósea de los adultos, pero producen los muchos tipos de células sanguíneas que circulan por el cuerpo y trabajan para transportar oxígeno, combatir la infección y eliminar las células malignas que surgen.

Para el estudio, las HSC humanas de donantes sanos de edad típica de astronauta (30-55 años) fueron expuestas a dosis de protones e iones de hierro relevantes para la misión de Marte -los mismos tipos de radiación a los que los astronautas estarían expuestos en el espacio profundo- en el Laboratorio de radiación espacial de la NASA en el Laboratorio Nacional de Brookhaven. Investigadores del Instituto Wake Forest para Medicina Regenerativa realizaron estudios de laboratorio y animales para definir el impacto de la exposición.

Se encontró que estos niveles de exposición que simularon la radiación espacial profunda afectaron dramáticamente la salud y la función de los HSC. “La exposición a estos niveles de radiación era muy perjudicial para la función HSC, reduciendo su capacidad de producir casi todos los tipos de células sanguíneas, a menudo en un 60-80 por ciento”, dijo Porada. “Esto podría traducirse en un sistema inmune severamente debilitado y anemia durante misiones prolongadas en el espacio profundo”. Estudios anteriores de otros investigadores ya habían demostrado que la exposición a altas dosis de radiación terrenal, como los rayos X, puede tener efectos nocivos (incluso mortales) sobre la capacidad del cuerpo para producir células sanguíneas, y puede aumentar significativamente la probabilidad de cánceres, especialmente leucemias. Sin embargo, el estudio actual fue el primero en mostrar un efecto perjudicial de dosis de radiación espacial de baja importancia para la misión.

El presente estudio es significativo porque muestra que la radiación afectó a las células a nivel de células madre. Causó mutaciones en los genes implicados en el proceso hematopoyético, y redujo dramáticamente la capacidad de HSC para dar lugar a células sanguíneas maduras.

El siguiente paso fue evaluar cómo funcionan las células en el cuerpo. Los ratones se trasplantaron con HSC humanas irradiadas con GCR, esencialmente “humanizando” a los animales. Los ratones desarrollaron lo que parece ser una leucemia linfoblástica aguda de células T, la primera demostración de que la exposición a la radiación espacial puede aumentar el riesgo de leucemia en humanos.

“Nuestros resultados muestran que la exposición a la radiación potencialmente podría aumentar el riesgo de leucemia de dos maneras”, dijo Porada. “En segundo lugar, la radiación también alteró la capacidad de los HSC para generar células T y B, tipos de glóbulos blancos involucrados en la lucha contra invasores extranjeros como infecciones o células tumorales, lo que puede reducir La capacidad del sistema inmune del astronauta de eliminar las células malignas que surgen como resultado de las mutaciones inducidas por la radiación “.

Porada dijo que los hallazgos son particularmente preocupantes dado que los trabajos previos demuestran que las condiciones de ingravidez/microgravedad presentes durante el vuelo espacial también pueden causar alteraciones importantes en la función inmune del astronauta, incluso después de misiones de corta duración en órbita terrestre baja, donde están ampliamente protegidas de la radiación cósmica. En conjunto, los resultados indican que la exposición combinada a la microgravedad y la radiación SEP / GCR que ocurriría durante misiones espaciales profundas como Marte, podría potencialmente exacerbar el riesgo de disfunción inmune y cáncer.

El Programa de Investigación Humana de la NASA está explorando no sólo los efectos de la radiación, sino también las condiciones de microgravedad, aislamiento y confinamiento, entornos hostiles y cerrados y distancia de la Tierra. El objetivo final de la investigación es hacer que las misiones espaciales sean lo más seguras posible.

Más información en: https://medicalxpress.com/news/2017-02-environment-bone-marrow-blood-cell.html y http://dx.doi.org/10.1038/leu.2016.344

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