El espacio es un entorno hostil y extremo. Es solo cuestión de tiempo antes de que la gente común se exponga a este entorno, ya sea participando en el turismo espacial o uniéndose a colonias autosuficientes lejos de la Tierra.

Con este fin, es necesario comprender mucho mejor cómo los peligros ambientales del espacio afectarán la biología de nuestras células, tejidos, órganos y cognición. De manera crucial para las futuras colonias espaciales, necesitamos saber si podemos reproducirnos fácilmente en entornos distintos a los que se encuentran en la Tierra.

Los efectos de la radiación sobre nuestras células, que producen daños en el ADN, están bien documentados. Lo que está menos claro es cómo los niveles más bajos de gravedad, lo que los científicos llaman microgravedad, afectarán los mecanismos y ritmos que tienen lugar dentro de nuestras células.

Los científicos recién están comenzando a investigar cómo la actividad en nuestras células podría verse afectada por la exposición a la microgravedad. De manera crucial, los experimentos con células madre embrionarias y los modelos de cómo se desarrollan los embriones en sus primeras semanas en el espacio nos ayudarán a determinar si es posible que los humanos produzcan descendencia en las colonias extraplanetarias del futuro.

Concepción cósmica

La capacidad de reproducirse en el espacio se ha evaluado en algunos animales, incluidos insectos, anfibios, peces, reptiles, pájaros y roedores. Descubrieron que es ciertamente posible que organismos como peces, ranas y geckos produzcan huevos fertilizados durante los vuelos espaciales que pueden vivir y reproducirse en la Tierra.

Pero el cuadro es más complicado en los mamíferos. Un estudio de ratones, por ejemplo, encontró que su ciclo estral, parte del ciclo reproductivo, se vio interrumpido por la exposición a la microgravedad. Otro estudio encontró que la exposición a la microgravedad causó alteraciones neurológicas negativas en ratas. Hipotéticamente, estos efectos también podrían transmitirse a generaciones posteriores.

Esto probablemente sucede porque nuestras células no evolucionaron para trabajar en microgravedad. Evolucionaron durante millones de años en la Tierra, en su campo gravitacional único. La gravedad de la Tierra es parte de lo que ancla y ejerce fuerza física sobre nuestros tejidos, nuestras células y nuestro contenido intracelular, ayudando a controlar movimientos específicos dentro de las células. El estudio de esto se llama mecanobiología.

La división de las células y el movimiento de genes y cromosomas dentro de ellas, que es crucial para el desarrollo de un feto, también trabaja con y contra la fuerza de la gravedad tal como la conocemos en la Tierra. De ello se deduce que los sistemas que evolucionaron para funcionar perfectamente en la gravedad de la Tierra pueden verse afectados cuando cambia la fuerza de la gravedad.

Posición fetal

Cuando un embrión comienza a dividirse por primera vez, en un proceso llamado escisión, la tasa de división puede ser más rápida en un extremo del embrión que en el otro. La gravedad juega un papel aquí, determinando la posición de los primeros bloques de construcción en una vida humana.

La gravedad también ayuda a establecer el plan corporal correcto de un feto, asegurando que las células correctas se desarrollen en los lugares correctos en el número correcto y en la orientación espacial correcta.

Los investigadores han investigado si las células madre embrionarias, que son "pluripotentes" y pueden convertirse en todas las células del cuerpo, se ven afectadas por la microgravedad. En la actualidad, existe alguna evidencia de que cuando las células madre embrionarias de roedores se someten a microgravedad, su capacidad para convertirse en los tipos de células deseados puede verse afectada.

También es posible producir células madre humanas pluripotentes a partir de células maduras normales de nuestro cuerpo, que se denominan células madre pluripotentes inducidas. Estos también se han estudiado bajo microgravedad, con experimentos en la Tierra que encuentran que las células madre inducidas proliferan más rápido en microgravedad simulada. Dos lotes de estas células madre se encuentran actualmente en la Estación Espacial Internacional para ver si estos resultados se pueden replicar en el espacio.

Si las células madre adultas proliferan más rápido en el espacio, podría abrir la puerta para que los fabricantes comerciales de células madre produzcan estas células en órbita, ya que es difícil cultivar suficientes células madre en la Tierra para tratar enfermedades degenerativas con terapias con células madre.

Campo gravitacional

Además de los procesos celulares normales, tampoco está claro cómo la fertilización, la producción de hormonas, la lactancia e incluso el propio nacimiento se verán afectados por la exposición a la microgravedad.

Parece que la exposición a la microgravedad a corto plazo, de quizás media hora, probablemente no tendrá demasiado efecto en nuestras células. Pero es probable que las exposiciones más largas de días o semanas tengan un efecto. Esto no tiene en cuenta el efecto de la radiación en nuestras células y ADN, pero ya sabemos cómo protegernos contra la radiación.

Los científicos están buscando dos formas de protegerse contra los efectos adversos de la microgravedad en nuestra biología:la intervención a nivel celular, usando drogas o nanotecnología, y la intervención a nivel ambiental, simulando la gravedad de la Tierra en naves espaciales o colonias fuera del mundo. Ambos campos de estudio se encuentran en sus primeras etapas.

Aún así, el estudio de las células madre en el espacio proporciona una ventana valiosa sobre cómo podría funcionar o no el embarazo cuando estamos fuera del campo gravitatorio de la Tierra. Por ahora, aquellos que tengan la suerte de ir al espacio harían bien en evitar intentar concebir antes, durante o inmediatamente después de un vuelo espacial. + Explora más

Aprovechar el espacio exterior para promover la ciencia y la medicina con células madre

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original.