El inmunólogo de la NASA, Hawley Kunz, realiza una evaluación de microgravedad de los pasos de pipeteo necesarios para la purificación terrestre de las células. Crédito:NASA
Al igual que los primeros exploradores, Los investigadores del estudio de los gemelos de la NASA se están aventurando en un nuevo territorio. La realización de investigaciones de ómicas humanas en astronautas gemelos como parte de la Misión de un año que tuvo lugar a bordo de la Estación Espacial Internacional es una de esas empresas. A medida que la tecnología evoluciona, también lo hace la investigación. La NASA está evaluando técnicas de investigación más eficientes e innovadoras para prepararse para el viaje a Marte.
El pensamiento innovador podría mejorar la forma en que se procesan y transportan las muestras biológicas desde el espacio a los laboratorios de investigación en la Tierra para estudios futuros. Este pensamiento fue impulsado por investigadores del Programa de Investigación Humana (HRP) de la NASA y por investigadores del Estudio de Gemelos en Johns Hopkins Medicine.
Las muestras recién aisladas dan mejores resultados que las células aisladas de muestras congeladas devueltas a la Tierra desde el laboratorio en órbita. Pipetear muestras frescas a temperatura ambiente y realizar el aislamiento celular en la estación espacial también elimina la necesidad de una logística de transporte rápida. y permite un muestreo más frecuente. Una vez que las células están aisladas, las muestras pueden congelarse de forma viable y devolverse en cualquier vehículo de transferencia en cualquier momento para su posterior análisis.
En un avión que se utiliza como análogo de vuelo parabólico para crear períodos cortos de microgravedad simulada, Los investigadores del estudio de gemelos, el Dr. Andrew Feinberg y Lindsay Rizzardi de Johns Hopkins Medicine, probaron una teoría de que los líquidos se pueden transferir de manera segura en microgravedad usando una pipeta. que es un delgado, tubo de medida graduado. Anteriormente, los investigadores pensaban que la transferencia de fluidos biológicos en el espacio podría presentar riesgos para controlar con precisión la muestra.
Los inmunólogos de la NASA y los investigadores del estudio de gemelos de Johns Hopkins Medicine prueban técnicas de pipeteo y aislamiento celular en microgravedad simulada en un vuelo parabólico. De izquierda a derecha, Hawley Kunz, Lindsay Rizzardi, Dr. Andy Feinberg, Brian Crucian. Crédito:NASA
"Este análogo demostró que el pipeteo de fluidos abiertos es relativamente simple y fácil de controlar y que todos los pasos de transferencia de fluidos asociados con la centrifugación se pueden replicar en microgravedad, ", Dijo Feinberg." Cuando se trata de material genético, la investigación requiere una transferencia precisa de líquidos entre diferentes tipos de tubos para purificar el ADN, ARN o proteína de muestras biológicas para realizar análisis moleculares ".
Coincidiendo con la investigación de transferencia de fluidos, se llevó a cabo una investigación de aislamiento celular por los inmunólogos de la NASA Brian Crucian, Clarence Sams, Hawley Kunz y la astronauta y bióloga molecular de la NASA Kate Rubins. Los investigadores de la NASA probaron protocolos terrestres para la purificación de células en microgravedad utilizando el análogo de vuelo parabólico. Descubrieron que tanto el aislamiento como la purificación celular podían realizarse en microgravedad. Rubins también confirmó algunos de estos hallazgos en el espacio. Publicaron su investigación con Feinberg y Rizzardi en la edición de julio de 2016 de Microgravedad NPJ .
Crucian dijo, "Los procedimientos de laboratorio para aislar y purificar células suelen requerir una centrifugación en gradiente sensible, extracción cuidadosa de células aisladas, y pipeteo abierto general de líquidos para lavar y transferir las células aisladas ".
Poder transferir fluidos y aislar células en el espacio es importante por una variedad de razones. Marte está a una distancia desafiante de la Tierra si alguna vez se necesita el diagnóstico de un miembro de la tripulación. Permitir que los astronautas realicen más investigaciones en humanos de forma independiente podría ayudar a diagnosticar una enfermedad más rápidamente. posiblemente salvar una vida en una emergencia médica.
Mientras la NASA se prepara para su viaje a Marte, la forma en que los investigadores manipulan y procesan las muestras biológicas en el espacio podría cambiar. Los protocolos validados por los investigadores de Johns Hopkins y la NASA demuestran que los protocolos estándar de aislamiento de células pueden realizarse en el espacio. algo que puede permitir ciertos tipos de genética, o 'ómicas', investigación a bordo de la estación espacial. Las tecnologías de biología molecular, como los secuenciadores de mano, continúan evolucionando ampliando los límites de la investigación científica. HRP continuará adaptando sus metodologías para respaldar la investigación novedosa que protege y garantiza la seguridad de las tripulaciones futuras en misiones de larga duración al tiempo que abre la puerta a oportunidades innovadoras.
