La exploración espacial es una misión compleja y arriesgada que requiere una preparación cuidadosa y una comprensión profunda de los desafíos inherentes a la vida en el espacio.
Uno de los aspectos más críticos de este esfuerzo es la salud de los astronautas, quienes están expuestos a condiciones extremas, como microgravedad, radiaciones ionizantes y cambios ambientales. En este contexto, la investigación sobre el microbioma humano y su adaptación al entorno espacial se ha convertido en un campo de estudio crucial para el éxito de las misiones espaciales de larga duración, en particular los viajes a Marte.
El microbioma humano es el conjunto de microorganismos que viven en simbiosis con nuestro cuerpo, particularmente en el intestino, la piel y las mucosas. Estos microorganismos desempeñan un papel crucial en la digestión, la inmunidad y la regulación de diversos procesos fisiológicos.
Sin embargo, el entorno espacial puede alterar el equilibrio del microbioma, lo que puede tener consecuencias adversas para la salud de los astronautas. Por tanto, la investigación del microbioma espacial se ha convertido en un área de estudio crucial para comprender cómo los microorganismos pueden adaptarse al entorno espacial y cómo esto puede afectar a la salud de los astronautas. Mis coautores y yo discutimos esta necesidad en nuestro nuevo Fronteras en Microbiología artículo.
Es necesario integrar la preparación astromicrobiológica en la planificación y ejecución de la misión para salvaguardar la salud y el bienestar de los astronautas y el éxito general de los esfuerzos en el espacio profundo.
La astromicrobiología (el estudio de los microorganismos en el espacio exterior) implica comprender los efectos de la persistencia y sucesión microbiana en sistemas cerrados, como naves espaciales y hábitats, y desarrollar tecnologías, como la agricultura espacial y la extracción de metabolitos secundarios microbianos para medicina, saborizantes, y medicamentos nutricionales. Es probable que la composición y función del microbioma sufran cambios durante los vuelos espaciales.
Tomar medidas apropiadas para apoyar un microbioma saludable en los astronautas puede no sólo ayudar a mantener su salud durante la misión, sino también ayudar en su rehabilitación al regresar a la Tierra. Uno de los principales problemas de salud de los astronautas es la exposición a la radiación. La radiación espacial es muy diferente y mucho más intensa que la radiación de la Tierra, que puede tener efectos nocivos para la salud de los astronautas.
Los microorganismos expuestos a la radiación pueden inducir resistencia a los antibióticos, los rayos UV, el calor, la sequedad extrema y otros factores potencialmente fatales. Por lo tanto, es esencial comprender los efectos potenciales de la radiación no solo en los humanos, sino también en su microbioma para desarrollar estrategias efectivas de reducción de riesgos para las misiones espaciales.
Al explorar el microbioma de los astronautas en el espacio, también podemos comprender mejor cómo el entorno espacial afecta la composición y diversidad del microbioma. Las condiciones únicas del espacio, como la microgravedad, la exposición a la radiación y los cambios en la dieta, pueden alterar potencialmente el equilibrio del microbioma. Al estudiar los cambios en el microbioma durante los viajes espaciales, los científicos obtienen conocimientos sobre cómo estas alteraciones pueden afectar la salud de los astronautas y actualmente están en el proceso de desarrollar estrategias para mitigar los efectos negativos.
Defenderse de patógenos en el espacio
Además, el estudio del microbioma puede ayudar a los investigadores a comprender el impacto de los viajes espaciales en el sistema inmunológico. Los microorganismos que habitan en diferentes partes del cuerpo humano juegan un papel crucial en el mantenimiento de una buena salud al producir vitaminas esenciales y ayudar en el desarrollo y regulación de nuestro sistema inmunológico.
Los cambios en la composición de la flora intestinal causados por factores genéticos y ambientales pueden aumentar la probabilidad de infección por patógenos, favorecer la propagación de organismos nocivos que, bajo ciertos cambios ambientales o genéticos, pueden comenzar a inducir enfermedades y contribuir a la aparición de enfermedades inflamatorias. trastornos.
Por lo tanto, el microbioma desempeña un papel crucial en la formación y modulación del sistema inmunológico, y cualquier alteración del mismo puede afectar potencialmente la función inmunológica. Comprender cómo los viajes espaciales afectan la interacción entre el microbioma y el sistema inmunológico puede ayudar a desarrollar estrategias para mantener la salud de los astronautas y prevenir infecciones durante misiones espaciales de larga duración.
Al explorar el microbioma de los astronautas en el espacio, los científicos también pueden descubrir nuevos microorganismos que pueden tener propiedades y capacidades únicas que podrían explotarse para diversas aplicaciones, incluido el desarrollo de nuevos fármacos, agentes antimicrobianos o avances biotecnológicos.
Además, las condiciones ambientales alteradas en el espacio, como la temperatura, los niveles de oxígeno y las limitaciones de difusión, ofrecen una oportunidad para optimizar la producción de metabolitos valiosos por parte de microorganismos modificados genéticamente.
Sin embargo, el estudio del microbioma de los astronautas en el espacio también presenta varios desafíos y obstáculos. Un peligro potencial del estudio del microbioma de los astronautas en el espacio es la posible propagación de microorganismos patógenos en el entorno cerrado de una nave espacial. Los espacios confinados y los sistemas de aire reciclado pueden promover la propagación de microorganismos patógenos, que pueden ser peligrosos para la salud de los astronautas por múltiples razones.
El entorno confinado de una nave espacial, junto con la exposición prolongada a la microgravedad, puede provocar una supresión del sistema inmunológico de los astronautas. Este estado inmunológico comprometido hace que los astronautas sean más susceptibles a las infecciones, como lo indican los estudios que demuestran una respuesta inmune disminuida que obstaculiza su capacidad para contrarrestar microorganismos potencialmente dañinos de manera efectiva.
Además, surgen preocupaciones con respecto a la diseminación de genes de resistencia a los antibióticos entre las bacterias de la microbiota intestinal de los astronautas, facilitada por pequeñas entidades circulares de ADN conocidas como plásmidos. Esta difusión tiene el potencial de socavar la eficacia de los antibióticos.
La comprensión incompleta de las intrincadas interacciones entre la vida microbiana en el espacio y el sistema inmunológico humano exacerba el riesgo de infección. En consecuencia, la liberación de un patógeno dentro de una nave espacial podría poner en peligro significativamente la salud de los astronautas, particularmente aquellos con sistemas inmunológicos comprometidos, especialmente durante misiones prolongadas.
Dejar de lado las preocupaciones astromicrobiológicas en una misión tripulada al espacio profundo disminuye significativamente la probabilidad de éxito. La posible liberación de patógenos plantea riesgos inmediatos para la salud de los astronautas, comprometiendo su sistema inmunológico y el desempeño de sus tareas. Además, la propagación de genes de resistencia a los antibióticos podría socavar las intervenciones médicas, exacerbando los problemas de salud durante la misión. Abordar estas preocupaciones es crucial para el éxito de la misión y el bienestar de los astronautas.
Más información: Seyed Mohammad Javad Mortazavi et al, Cómo la adaptación del microbioma humano a un entorno espacial hostil puede determinar las posibilidades de éxito de una misión espacial a Marte y más allá, Fronteras en microbiología (2024). DOI:10.3389/fmicb.2023.1237564
Información de la revista: Fronteras de la microbiología
Proporcionado por Frontiers
