Se sabe desde hace décadas que aunque los sistemas inmunológicos de los astronautas se suprimen en el espacio, dejándolos vulnerables a las enfermedades, los mecanismos exactos de la disfunción inmunológica siguen siendo un misterio. Ahora, un estudiante universitario de Cornell ha encontrado una posible solución.

Con doble especialización en ingeniería biológica y mecánica en la Facultad de Ingeniería, Rocky An publicó su teoría, "MRTF puede ser el eslabón perdido en un enfoque de mecanobiología multiescala hacia la disfunción de macrófagos en el espacio", el 12 de septiembre en Frontiers in Cell and Developmental Biología .

An revisó los últimos 20 años de literatura sobre el comportamiento de los macrófagos (células clave en la respuesta inmune del cuerpo) en el espacio e investigaciones recientes sobre cómo los macrófagos responden a las fuerzas en la gravedad normal, identificando un factor de transcripción que podría ser la pieza faltante de el rompecabezas.

"Seguí haciendo preguntas sobre cómo se presentan los datos", dijo An. "Existen estos dos documentos realmente importantes, en particular, uno sobre cómo se suprimen los macrófagos en microgravedad y otro sobre la mecanobiología de los macrófagos. Pude conectar estos dos documentos y fue entonces cuando se me ocurrió la idea. estaba muy emocionada, ya que era una especie de '¡Eureka!' momento para mí".

En el espacio, la falta de gravedad cambia la forma de la célula inmunitaria, y los científicos han sospechado que los cambios en el citoesqueleto, la infraestructura de filamentos de la célula, estaban implicados en la disfunción inmunitaria. Estudios recientes en gravedad normal han demostrado que alterar el citoesqueleto de los macrófagos reduce el transporte de una proteína particular, un factor de transcripción importante para la respuesta inmune, al núcleo.

Al comparar los estudios de células en microgravedad y analizar los modos de estudio y las escalas de tiempo asociadas, ya sea que los macrófagos se estudiaran realmente en el espacio, en un avión parabólico o en una simulación de microgravedad en el laboratorio, An pudo señalar una proteína. , factor de transcripción relacionado con la miocardina (MRTF), como probable culpable de la disfunción del sistema inmunitario.

"Creo que es un argumento bastante convincente que MRTF es una gran parte del problema", dijo An. "Espero que inspire estudios futuros que realmente se centren en esa proteína y el citoesqueleto, y tal vez podría ser el primer paso hacia un tratamiento inmunológico para vuelos espaciales".

El documento sugiere que MRTF también podría estar implicado en el estrés sobre la salud cardiovascular de los astronautas. An también señala otros factores que pueden desempeñar un papel en la disfunción inmunológica y señala que se necesita más investigación para comprender cómo interactúa MRTF con el núcleo de macrófagos en microgravedad.

Si bien An trabajó de forma independiente en la publicación, acredita a sus profesores de Cornell (incluidos Mingming Wu, profesor, y Minglin Ma, profesor asociado), ambos de ingeniería biológica y ambiental en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida; Brian J. Kirby, la familia Meinig. Profesor de Ingeniería y Donna Cassidy Hanley, investigadora asociada sénior en la Facultad de Medicina Veterinaria, entre muchos otros profesores) por modelar un enfoque interdisciplinario y fomentar la investigación.

Incluso antes de inscribirse en Cornell, An tuvo contacto con el laboratorio de Theodore Clark, profesor de microbiología e inmunología en la Facultad de Medicina Veterinaria, donde An se ha dedicado a la investigación desde su primer año. También acredita su experiencia en el equipo del proyecto iGEM (Máquinas de ingeniería genética) de Cornell, con el asesoramiento de Jan Lammerding, profesor de la Escuela de Ingeniería Biomédica Meinig, como una ayuda para desarrollarse como científico.

"La mayor ayuda han sido los profesores y la forma en que han enseñado mis clases", dijo An. "Y luego, con la investigación en el laboratorio y mi equipo de proyecto, ha habido muchas oportunidades para aprender de forma independiente y hacer nuestras propias preguntas".

An también obtuvo una valiosa experiencia en pasantías de verano. En 2021, fue elegido como investigador asociado del Programa de Capacitación en Ciencias de la Vida Espacial de la NASA, donde estudió el impacto de la microgravedad en las células y fue coautor de su primer artículo, una optimización de un marco de modelado para estudiar células en microgravedad.

Luego, An pasó el verano de 2022 como becario Amgen en el Instituto Wyss de la Universidad de Harvard, donde trabajó en el área de inmunoterapia mecánica, explorando terapias que funcionan mediante la manipulación de la estructura de las células.

"Siempre me han interesado las células, pero también la mecánica, cómo reaccionan las células a las fuerzas", dijo An. "Me gusta este enfoque porque es algo nuevo y creo que es muy diferente de lo que generalmente aprendes en biología, donde todo es una serie de reacciones químicas. Realmente disfruto la interacción entre los dos campos". + Explora más

Las nanopartículas entrenan a las células inmunitarias para combatir el cáncer