El cuerpo humano evolucionó dentro de la fuerza constante de la gravedad de la Tierra. Para prevenir la atrofia ósea y muscular durante su estancia en el espacio, los astronautas deben hacer ejercicio todos los días. Para los investigadores que estudian la pérdida ósea o muscular que podría ser causada por enfermedades, envejecimiento o un estilo de vida sedentario, El entorno de microgravedad a bordo de la Estación Espacial Internacional es un lugar único para realizar experimentos que pueden ayudarnos a comprender cómo funciona el cuerpo.

Los modelos animales como los ratones son fundamentales para este tipo de investigación de microgravedad, sirviendo como sujetos de Rodent Research-19 (RR-19), que está investigando un método propuesto para prevenir la pérdida de hueso y mantener los músculos fuertes y saludables.

RR-19, también conocido como Mighty Mice in Space, investiga la miostatina y la activina. Estas vías de señalización molecular influyen en la degradación de músculos y huesos. Los investigadores los están estudiando como posibles objetivos para mantener los músculos y huesos sanos durante los vuelos espaciales. y mejora de la recuperación tras el regreso a la Tierra.

Los científicos detrás de esta investigación son Se-Jin Lee y Emily Germain-Lee de la Facultad de Medicina de la Universidad de Connecticut. Lee y Germain-Lee también tienen citas en The Jackson Laboratory y Connecticut Children's Medical Center, respectivamente. Lee y Germain-Lee, una pareja casada, han estado trabajando juntos durante los últimos 10 años en esta investigación, pero décadas de trabajo han llevado al experimento Mighty Mice.

Lee y Germain-Lee se conocieron en la universidad como estudiantes universitarios mientras estudiaban bioquímica. Ambos obtuvieron títulos avanzados y allanaron sus propios caminos en la investigación, Lee se centra en el estudio de los músculos y Germain-Lee se centra en los trastornos óseos. "He invertido gran parte de mi vida en el cuidado de niños que tienen muchas afecciones que afectan sus huesos". Germain-Lee dijo. "Sus huesos pueden estar rotos, pero sus espíritus no lo son ".

Hace veinte años, El laboratorio de Lee hizo un descubrimiento. Descubrió nueva información sobre el comportamiento de la miostatina y su influencia en el crecimiento muscular. "Empecé a pensar que la microgravedad sería el lugar perfecto para realizar experimentos con miostatina y poner a prueba nuestros fármacos de desarrollo, "Dijo Lee.

La miostatina típicamente limita el crecimiento muscular. Cuando lo bloqueas, los músculos pueden crecer mucho más de lo normal. Cuando Lee modificó genéticamente ratones para que carecieran de miostatina por completo, sus músculos crecieron hasta el doble de su tamaño normal. Las mutaciones que ocurren naturalmente que causan el bloqueo de la miostatina también han proporcionado evidencia del poder de la proteína. Ganado azul belga, criado en Europa después de la Segunda Guerra Mundial para adaptarse a la mayor demanda de más carne, fue la primera especie identificada con una mutación natural en el gen de la miostatina.

La pareja continuó trabajando de forma independiente hasta que Germain-Lee tuvo un pensamiento. Ella notó que sus pacientes con huesos débiles también a menudo tenían músculos débiles. "Estuvimos hablando un día, y yo dije, '¿y si este medicamento también pudiera ayudar con el desarrollo óseo?' ", dijo Germain-Lee.

Eso desencadenó una nueva ronda de experimentos. La pareja se asoció oficialmente en la mesa del laboratorio para ver si el descubrimiento de Lee también podría ayudar a los pacientes de Germain-Lee con densidad ósea deficiente. Descubrieron que este fármaco podría beneficiar potencialmente a sus dos áreas de investigación.

Una década después, 40 años después de conocerse por primera vez en la universidad y 35 años después de su matrimonio, llegó una gran oportunidad. El Laboratorio Nacional de EE. UU. De la ISS permitiría a Lee realizar un experimento similar al que Lee había considerado en los años 90. "Ningún experimento aquí en la Tierra puede simular de manera uniforme la pérdida ósea y muscular como lo hace la microgravedad. La estación espacial es el entorno perfecto para poder probar medicamentos experimentales para la pérdida ósea y muscular, "dice Germain-Lee." Es todo en lo que siempre he querido trabajar en un solo proyecto. Se siente como si todo se juntara en este experimento ".

Los científicos planearon una investigación para enviar 40 ratones a vivir en microgravedad a bordo de la Estación Espacial Internacional con 40 ratones comparables estudiados en la Tierra como grupo de control. Algunos de los ratones están diseñados genéticamente para no producir miostatina, mientras que otros son ratones normales que reciben un fármaco capaz de bloquear la miostatina, así como activina, que regula la masa ósea. El objetivo es mejorar la masa muscular y ósea simultáneamente.

Lee y Germain-Lee tuvieron la oportunidad de realizar el experimento en diciembre de 2019 con el lanzamiento de la decimonovena misión de reabastecimiento de carga de SpaceX a la estación espacial. El día del lanzamiento, la pareja miró nerviosamente el cohete en la plataforma. Cuando la cuenta regresiva llegó a cero, la enormidad del momento golpeó a Germain-Lee. "Viendo el lanzamiento, Empecé a llorar. Y no solo llorar un poquito. Empecé a sollozar. Debe haber sido la emoción de 20 años de trabajo que salió a la vez, ", Dijo Germain-Lee." Desde una perspectiva profesional, es muy gratificante trabajar en algo que sé que beneficiará a mis pacientes. Desde una perspectiva personal, hacer esto con Se-Jin ha sido tremendamente satisfactorio ".

En el espacio, Los astronautas utilizaron el densitómetro óseo para ver cómo respondían los huesos de los ratones a la microgravedad. "Durante el día, Podría concentrarme en otras cosas pero cuando me fui a la cama, todo en lo que podía pensar eran en esos ratones, ", Dijo Germain-Lee." Después de que la cápsula regresó, tuvimos que esperar hasta que los ratones volvieran al laboratorio ".

La nave espacial SpaceX Dragon regresó a la Tierra en enero de 2020, llevar a los ratones entre las muchas investigaciones de investigación y suministros de la estación. Con los ratones en casa la pareja entró en modo de análisis de datos. Los resultados parecen prometedores, y la pareja ya está pensando en los próximos pasos y cómo desarrollar la investigación. Este estudio podría respaldar el desarrollo de terapias para una amplia gama de afecciones que causan pérdida de masa muscular y ósea en la Tierra y en el espacio. "Si esto se materializa como tratamiento en humanos, Sería un sueño hecho realidad, "dice Germain-Lee.