Crédito:NASA
¿Alguna vez se preguntó qué pasaría si se enfermara en el espacio? La NASA ha enviado muestras de bacterias a la órbita terrestre baja para ayudar a averiguarlo.
Uno de los últimos experimentos de satélites pequeños de la agencia es el satélite antimicrobiano de E. coli, o EcAMSat, que explorará la base genética de la eficacia con la que los antibióticos pueden combatir la bacteria E. coli en la baja gravedad del espacio. Este CubeSat, una nave espacial del tamaño de una caja de zapatos construida a partir de unidades en forma de cubo, acaba de ser desplegado desde la estación espacial, y puede ayudarnos a mejorar la forma en que combatimos las infecciones, proporcionar viajes más seguros para los astronautas en viajes futuros, y ofrecer beneficios para la medicina aquí en la Tierra.
"Si encontramos que la resistencia es mayor en microgravedad, podemos hacer algo, porque conoceremos el gen responsable de ello, y poder diseñar contramedidas, "dijo A. C. Matin, investigador principal de la investigación de EcAMSat en la Universidad de Stanford en California. "Si nos tomamos en serio la exploración del espacio, necesitamos saber cómo la microgravedad influye en los sistemas vitales humanos ".
Los científicos creen que bacterias como E. coli pueden experimentar estrés en microgravedad. Este estrés activa los sistemas de defensa de las bacterias, dificultando que los antibióticos actúen contra ellos. Las bacterias de la Tierra hacen algo similar al desarrollar una resistencia natural a los tratamientos con antibióticos tradicionales. Al conocer cómo cambia la resistencia de E. coli a los antibióticos en el espacio, también podemos comprender mejor las bacterias de la Tierra, conduciendo a tratamientos más efectivos aquí, también.
EcAMSat desplegándose desde la Estación Espacial Internacional. Crédito:NASA
Las cepas de E. coli utilizadas en EcAMSat son responsables de las infecciones del tracto urinario, que les puede suceder a los astronautas en el espacio además de otros tipos de infecciones. Con estos resultados, los científicos aprenderán sobre la dosis ideal de medicamento para combatir las infecciones por E. coli en el espacio, y explorar otras técnicas que podrían mejorar el poder de los antibióticos que ya existen en la actualidad.
"Más allá de la órbita terrestre baja, los efectos agravantes sobre la salud humana de la microgravedad y la radiación espacial requerirán más conocimientos sobre cómo reacciona la biología al entorno espacial, "dijo Stevan Spremo, gerente de proyecto para la misión en el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley de California. "Las lecciones aprendidas en este experimento servirán como un trampolín para misiones biológicas CubeSat más avanzadas, respondiendo preguntas críticas ".
EcAMSat es un satélite excepcionalmente autónomo, lo que significa que puede realizar su experimento sin ninguna comunicación de la Tierra. Después de llegar a la Estación Espacial Internacional, la tripulación trabajará con los controladores de tierra para poner el satélite en órbita, y está programado para comenzar automáticamente su experimento. Los estudiantes de la Universidad de Santa Clara en California monitorearán la nave espacial, manejar las operaciones de la misión y descargar datos.
La nave despertará a las E. coli latentes inundándolas con un fluido rico en nutrientes, ajustando sus envases a la temperatura del cuerpo humano, y luego inyectar las muestras bacterianas con diferentes cantidades de antibióticos. Se compararán dos tipos de E. coli:uno con un gen natural que lo ayuda a resistir los antibióticos, el otro sin.
EcAMSat contiene este módulo experimental, dentro del cual se almacenan las E. coli. Nutrientes el antibiótico, un tinte especial y desechos se almacenan en bolsas conectadas a través de una serie de tubos a la tarjeta de microfluidos, un dispositivo que almacena pequeñas piscinas de líquido que contienen las bacterias. Crédito:NASA / Ames Research Center / Dominic Hart
Las bacterias se mezclarán con un tinte que cambiará de azul a rosa. Un tinte que permanece azul indica que la mayoría de las células han muerto como reacción al antibiótico. Cuantas más células sigan siendo viables y activas a pesar del medicamento, el tono de rosa más fuerte se vuelve el tinte. Un sensor de color integrado detectará estos cambios, y determinar qué tan fuertemente los dos tipos de E. coli resisten al antibiótico en diferentes dosis.
El experimento durará 150 horas mientras EcAMSat orbita la Tierra, y el conjunto de datos, menos de un megabyte en total, luego se transmitirá por radio a la Tierra. Después de la conclusión de su misión, este pequeño satélite se quemará en la atmósfera terrestre unos 18 meses después.
Mantener a los astronautas saludables hoy, Buscando la vida mañana
EcAMSat no solo se basa en un legado de diseño de hardware confiable demostrado en misiones anteriores de pequeños satélites, pero también tecnología madura para misiones futuras para mejorar nuestra comprensión de la vida en nuestro sistema solar. En el futuro, algunos de los mismos componentes diseñados para EcAMSat podrían sobrevivir en otras misiones.
"Aunque EcAMSat solo volará una vez, muchos de sus componentes pueden embarcarse en una misión diferente:detección de vida en el sistema solar, "dijo Tony Ricco, tecnólogo jefe de la misión en Ames. "Utilizando sensores y la tecnología de microfluidos de EcAMSat, La NASA está desarrollando la tecnología necesaria para buscar vida en lunas como Encelado y Europa, mundos oceánicos cubiertos por costras heladas ".
En un paquete del tamaño de un par de hogazas de pan, la ciencia de este satélite proporcionará beneficios para la salud de los futuros astronautas y humanos en la Tierra durante las próximas décadas.
