Si los humanos están destinados al espacio profundo, necesitan comprender que el entorno espacial cambia la salud, incluido el envejecimiento y la resistencia a los antibióticos.

Un nuevo proyecto de la NASA podría ayudar. Su objetivo es desarrollar tecnología utilizada para estudiar la "ómica", campos de la microbiología que son importantes para la salud humana. La ómica incluye la investigación de genomas, microbiomas y proteomas.

El proyecto Omics in Space está siendo dirigido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California. El proyecto fue financiado recientemente por el Instituto de Investigación Traslacional de Salud Espacial de la NASA durante cuatro años de estudio. Durante ese tiempo La NASA espera desarrollar diseños imprimibles en 3-D para instrumentos en la Estación Espacial Internacional (ISS), que puede manejar líquidos como muestras de sangre sin derramar en microgravedad. Estas herramientas podrían permitir a los astronautas analizar muestras biológicas sin enviarlas de regreso a la Tierra.

Aprender cómo las bacterias afectan la salud de la tripulación, o cómo los genes afectan el envejecimiento y las enfermedades, puede garantizar la seguridad de misiones a largo plazo a Marte y más allá.

No hay correo al día siguiente en el espacio

La NASA ya ha estudiado la ómica con esfuerzos como el experimento Microbial Tracking 1, que examinó la diversidad microbiana en la estación espacial. Pero no hay forma de procesar muestras en la estación en este momento, por lo que tienen que ser enviados a la Tierra.

Pueden pasar meses entre el momento en que se toma una muestra y se realiza un análisis, dijo Kasthuri Venkateswaran de JPL, investigador principal del proyecto Omics in Space.

"No tienes correo de un día para otro cuando vas al espacio, "Dijo Venkateswaran." Tienes que hacer todo el análisis tú mismo. Este proyecto desarrollará un sistema automatizado para estudiar biología molecular con una mínima intervención de la tripulación ".

Uno de los mayores desafíos en la preparación de muestras es el manejo de fluidos en microgravedad. Los astronautas recogen una variedad de muestras, incluyendo su propia saliva y sangre, así como microbios extraídos de las paredes de la EEI. Estas muestras deben luego mezclarse con agua para que puedan inyectarse en instrumentos para su análisis. Sin las herramientas adecuadas, las muestras pueden derramarse, flotar o formar burbujas de aire que podrían comprometer los resultados.

Un gran paso en 2016

El año pasado, La NASA dio un gran paso al secuenciar el ADN en el espacio por primera vez. Los astronautas usaron una pequeña herramienta de secuenciación portátil llamada MinION, desarrollado por Oxford Nanopore Technologies.

Omics in Space se basará en este éxito mediante el desarrollo de un extractor de ADN / ARN automatizado que preparará muestras para un dispositivo MinION. Una parte fundamental de este extractor es un cartucho de plástico imprimible en 3D que se necesita para extraer los ácidos nucleicos de las muestras para la secuenciación de MinION.

Toda esta tecnología ha sido probada aquí en la Tierra, dijo Camilla Urbaniak, investigador postdoctoral en JPL y co-investigador en Omics in Space.

"Estamos tomando lo que hay en la Tierra para analizar el ADN y consolidar todos los pasos en un sistema automatizado, ", Dijo Urbaniak." Lo nuevo es que estamos desarrollando una ventanilla única que puede extraer y procesar todas estas muestras ".

El futuro de la salud espacial

Investigaciones ómicas anteriores han revelado que el sistema inmunológico de los astronautas tiende a debilitarse después de vivir en la EEI. Los científicos no están seguros de por qué.

El campo de la epigenética, que estudia cómo se expresan los genes, incluida la edad de los seres humanos, podría ayudar a explicar cómo la microgravedad y los rayos cósmicos afectan nuestro ADN.

Pero Omics in Space no se trata solo de los pasajeros humanos que viajan a la ISS. También hay microbios, transportados por humanos y cargamentos por igual, que se acumulan a bordo de las naves espaciales.

"Necesitamos armar una 'lista de pasajeros' de los microbios que viajan al espacio, "dijo Nitin Singh de JPL, otro co-investigador del proyecto. "Luego, los astronautas pueden detectar marcadores genéticos que revelen si estos microbios son útiles o dañinos:el 'equipaje' que estos pasajeros traen consigo ".

Ser capaz de responder a los cambios en el entorno de la tripulación es crucial durante los viajes espaciales largos. dijo Ganesh Mohan de JPL, un coinvestigador del proyecto que trabajará para detectar microbios patógenos.

"Puede ver si un microbio posiblemente dañino está aumentando en tiempo real. Si es necesario, luego podríamos tomar acciones para contrarrestar esos microbios, "dijo Mohan.