A menudo, cuando se investigan los cambios moleculares y biológicos que ocurren en el espacio, se utilizan modelos como roedores, gusanos y levaduras para estudiar los efectos y las consecuencias de los vuelos espaciales de larga duración como una forma de comprender cómo la microgravedad afecta a los humanos en el espacio. Sin embargo, Nate Szewczyk, Ph.D., de OHIO, y varios otros investigadores de todo el mundo han publicado un artículo que propone un programa para la Agencia Espacial Europea que podría revolucionar la medicina espacial mediante la recolección rutinaria de muestras biológicas de astronautas para usarlas con dispositivos de corte. tecnologías de vanguardia para comprender los efectos en sus genes, ARNm, proteínas y metabolitos (comúnmente conocidas como tecnologías "ómicas").

El artículo, titulado "La colección ómica rutinaria es una oportunidad de oro para la investigación humana europea en entornos espaciales y analógicos", publicado en la revista Patterns , detalla cómo se prepara el perfil ómico para transformar la medicina espacial y mejorar la atención médica ocupacional para los astronautas. Los autores del artículo anticipan que los perfiles ómicos mejorarán la salud de los astronautas y mitigarán los riesgos de los vuelos espaciales, lo que podría aumentar el éxito de la misión en proyectos más ambiciosos, como los viajes a Marte. El grupo de investigadores continúa destacando en el documento los pasos colaborativos que se deben tomar para diseñar un recurso de datos estandarizado que se pueda usar en los próximos años a medida que los datos y la ciencia evolucionen.

“Hemos estado presionando para que un programa de recolección de ómicas de rutina se convierta en parte de la medida estándar para los astronautas en la Agencia Espacial Europea”, dijo Szewczyk. "Al recuperar y analizar estos datos, tenemos la oportunidad de investigar más a fondo las mejores prácticas en medicina personalizada para las personas enviadas al espacio".

La NASA realizó un estudio gemelo en el que la organización realizó un perfil molecular de un individuo que demostró que es posible utilizar enfoques de grandes datos para comprender la salud de los astronautas. En el estudio de la NASA, midieron qué tan en forma estaba el astronauta antes del vuelo, durante el vuelo y después del vuelo para recopilar su información de salud y cómo puede fluctuar en el espacio. Después de poder analizar y ver la utilidad de este gran conjunto de datos, la NASA decidió convertirlo en un enfoque estándar en el futuro.

"Aprovechamos que la NASA hizo esta práctica estándar porque creemos que es algo que otras agencias espaciales deben abordar para garantizar que encuentren el mejor enfoque para la salud de sus astronautas mientras están en el espacio", agregó Szewczyk.

Uno de los colegas de Szewczyk, Brian Clark, Ph.D., quien dirige el Instituto Musculoesquelético y Neurológico de Ohio (OMNI) en OHIO, señaló que "es un momento emocionante para el campo de la astrobiología. Durante décadas hemos sabido que los vuelos espaciales plantean importantes riesgos para la salud humana y que los efectos fisiológicos de un vuelo espacial prolongado varían enormemente de una persona a otra. Si observa a diez personas que pasan seis meses en la Estación Espacial Internacional, verá respuestas dramáticamente diferentes entre las personas en cosas como la cantidad de pérdida muscular y ósea que experimentan. Algunos experimentan una cantidad asombrosa de pérdida, mientras que a otros les va considerablemente mejor. El advenimiento de las tecnologías ómicas es claramente nuestra mejor apuesta para comprender qué impulsa esta variabilidad y realmente avanzar en la medicina espacial personalizada. obtener de este tipo de estudios se extiende mucho más allá de los confines del espacio exterior y tiene implicaciones para la medicina tradicional, como la comprensión encontrar el impacto del desuso prolongado que ocurre después de una lesión, cirugía reconstructiva y enfermedad. Es genial ver este llamado a la acción y estamos extremadamente orgullosos de la estatura e influencia de Nate en el campo de la medicina espacial".

El equipo coautor del artículo está compuesto por científicos, incluido Szewczyk, cuyo trabajo se centra en la ómica espacial. Tienen la tarea de analizar cómo la NASA tomó la decisión de adoptar un enfoque ómico para comprender el impacto molecular y biológico de los astronautas en el espacio y si esta medida es algo que la Agencia Espacial Europea también debería seguir.

Además de identificar si esta práctica es beneficiosa para otras agencias espaciales, qué tipos de datos recolectar, qué métodos de muestreo usar y en qué momentos, también están analizando qué se puede medir con enfoques multiómicos, como los genomas de los astronautas y qué genes se están expresando, qué metabolitos están presentes, hay cambios en las proteínas y más.

"Gracias a las innovaciones en la ciencia, en lugar de medir modelos y traducir esos datos a los humanos, ahora podemos medir a las personas y observar el genoma de un individuo y predecir si su genoma está en riesgo de cáncer o diabetes, o si un medicamento específico puede o puede que no funcione con ellos en función de su genoma", dijo Szewczyk. "Esta es una oportunidad para adoptar los mismos enfoques de la medicina molecular moderna y usarlos en los astronautas para identificar riesgos potenciales para la salud. Es más significativo que usar modelos y una oportunidad real para que todas las agencias espaciales sepan y digan que los astronautas que están enviando al espacio están y estarán a salvo".

Además de brindar información sobre cómo la recolección rutinaria de ómicas puede mejorar la salud de los astronautas, el equipo de investigadores también evalúa las consideraciones éticas y legales pertinentes a los datos ómicos derivados de astronautas europeos y participantes de vuelos espaciales, con el objetivo de crear un panorama político en el que los datos puedan ser tan abierto como sea posible para maximizar el potencial científico pero tan cerrado como sea necesario para proteger a los interesados.

Szewczyk es miembro de la Fundación de Herencia Osteopática Ralph S. Licklider, D.O. Profesor titular de Medicina Molecular e Investigador Principal del Instituto Musculoesquelético y Neurológico de Ohio en la Facultad de Medicina Osteopática Heritage. Anteriormente ha llevado gusanos al espacio, analizando lo que cambió en ellos en el espacio y comparando las expresiones genéticas en el espacio con roedores y astronautas, buscando puntos en común en el cambio, como proteínas que permiten que los músculos funcionen y proteínas que permiten que las células produzcan energía. Actualmente está siguiendo los hallazgos de estos vuelos anteriores en dos nuevas investigaciones programadas para volar a la Estación Espacial Internacional en los próximos años. + Explora más

Jessica Watkins hace historia como la primera mujer negra en ser lanzada a la ISS para una misión espacial prolongada