La microgravedad en el espacio perturba la fisiología humana y es perjudicial para la salud de los astronautas. un hecho que se descubrió por primera vez durante las primeras misiones Apolo cuando los astronautas experimentaron alteraciones del oído interno, arritmia cardíaca, presión arterial baja, deshidración, y pérdida de calcio de sus huesos después de sus misiones.

Una de las observaciones más sorprendentes de las misiones Apolo fue que poco más de la mitad de los astronautas se enfermaron de resfriados u otras infecciones una semana después de regresar a la Tierra. Algunos astronautas incluso han experimentado la reactivación de virus inactivos, como el virus de la varicela. Estos hallazgos estimularon estudios sobre los efectos de la gravedad débil, o "microgravedad, "en el sistema inmunológico, que los científicos han estado explorando durante décadas de lanzamientos de cohetes tripulados, viajes en transbordadores y estaciones espaciales, oa veces simulando la gravedad espacial en laboratorios terrestres.

En el último estudio dirigido por una de las primeras mujeres astronautas, Millie Hughes-Fulford, Doctor., Investigadores de la UCSF y la Universidad de Stanford ahora han demostrado que el debilitamiento del sistema inmunológico de un astronauta durante los viajes espaciales probablemente se deba en parte a la activación anormal de las células inmunitarias llamadas células T reguladoras (Treg).

Las Treg normalmente se activan para reducir las respuestas inmunitarias cuando la infección ya no amenaza y son reguladores importantes de las respuestas inmunitarias en enfermedades que van desde el cáncer hasta el COVID-19. En condiciones de microgravedad, sin embargo, los investigadores encontraron cambios en las Treg que los prepararon para ir a trabajar incluso antes de que el sistema inmunológico fuera desafiado. Cuando estimularon una respuesta inmune en células inmunes humanas a partir de muestras de sangre en microgravedad, con una sustancia química que se utiliza a menudo en la investigación para imitar un patógeno de enfermedad, encontraron que Tregs ayudó a suprimir la respuesta inmune que se desencadenó. Este descubrimiento inesperado se publica en línea el 7 de junio en la revista Nature. Informes científicos .

Hughes-Fulford se convirtió en la primera mujer especialista en cargas útiles en orbitar la Tierra con sus experimentos en 1991, y durante décadas, hasta su muerte por leucemia en febrero, estudió los efectos de la microgravedad en la salud, primero con énfasis en la osteoporosis y luego con un enfoque en el sistema inmunológico. Como investigador en el Centro Médico de Asuntos de Veteranos de San Francisco y miembro de la facultad de UCSF afiliado durante mucho tiempo al Departamento de Medicina, Hughes-Fulford fue mentor de aspirantes a científicos espaciales, incluidos los co-investigadores principales de este último estudio de inmunología.

Jordan Spatz, Doctor., un científico espacial y estudiante de medicina de UCSF que se convirtió en co-investigador principal del estudio después de la muerte de Hughes-Fulford, señaló que a medida que los viajes espaciales se vuelven cada vez más comercializados y más comunes, Es probable que aumenten las preocupaciones sobre el estado de salud de los viajeros espaciales.

"Al principio del programa espacial, la mayoría de los astronautas eran jóvenes y extremadamente sanos, pero ahora tienden a tener mucha más formación y son mayores, "Dijo Spatz." Además, aparte de los astronautas, con la comercialización de los vuelos espaciales habrá muchas más personas mayores y menos sanas que experimentarán microgravedad. Desde una perspectiva médica espacial, vemos que la microgravedad le hace muchas cosas malas al cuerpo humano, y esperamos obtener la capacidad de mitigar algunos de los efectos de la microgravedad durante los viajes espaciales ".

El nuevo estudio avanzó una investigación anterior dirigida por Hughes-Fulford, confirmando algunos de sus hallazgos previos de experimentos en el espacio y en microgravedad simulada, al tiempo que contribuye con descubrimientos moleculares adicionales. Hughes-Fulford había encontrado anteriormente respuestas más débiles de los linfocitos T del sistema inmunológico, algunos de los cuales atacan directamente a patógenos específicos y algunos de los cuales ayudan a orquestar la respuesta inmune.

"Es un doble golpe, "dijo el co-investigador principal Brice Gaudilliere, MARYLAND, Doctor., profesor asociado en el Departamento de Anestesia de la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford. "Hay una atenuación de las respuestas de activación inmunitaria de los linfocitos T, sino también una exacerbación de las respuestas inmunosupresoras por Tregs ". Los investigadores también encontraron que los linfocitos" asesinos naturales "eran menos activos bajo microgravedad simulada, mientras que las células B productoras de anticuerpos no parecieron verse afectadas.

Los investigadores simularon la microgravedad en muestras de sangre con un cilíndrico, recipiente de cultivo celular con rotación motorizada, una herramienta de investigación de microgravedad establecida desde hace mucho tiempo, pero el método de análisis unicelular era único. Los científicos identificaron células inmunes individuales por tipo específico y utilizaron etiquetas metálicas y espectroscopía de masas para detectar y cuantificar simultáneamente docenas de proteínas que desempeñan un papel en la función inmunológica. además de confirmar patrones previamente identificados de activación genética alterada.