El espacio rompe corazones: ¿podrán los astronautas sobrevivir en la conquista de planetas lejanos?

Científicos del Instituto Médico Johns Hopkins realizaron un experimento único enviando muestras de tejidos bioingenierizados del corazón humano a la Estación Espacial Internacional (EEI). Durante 30 días, 48 muestras estuvieron en condiciones de microgravedad, lo que permitió a los investigadores estudiar mejor el impacto del espacio en el funcionamiento de nuestro músculo más vital.

Los resultados no fueron alentadores para los futuros viajeros espaciales. Los científicos descubrieron que los tejidos del corazón “se sienten bastante mal en el espacio”. Durante la estancia en la EEI, la fuerza de contracción de los tejidos disminuyó aproximadamente a la mitad en comparación con las muestras de control que quedaron en la Tierra.

El profesor Deok-Ho Kim, quien dirigió el proyecto, señaló que los resultados obtenidos amplían considerablemente el conocimiento de los científicos sobre el impacto potencial de la microgravedad en la salud y supervivencia de los astronautas durante misiones prolongadas.

Para crear el material experimental, los investigadores utilizaron células madre pluripotentes inducidas (iPSCs), que se convirtieron en cardiomiocitos, las células del músculo cardíaco. Luego, los tejidos fueron colocados en un chip bioingenierizado en miniatura.

El transporte de las muestras a la EEI fue toda una aventura. Jonathan Tsui, uno de los investigadores, transportó personalmente las cámaras con los tejidos en avión a Florida, y luego durante un mes cuidó de ellas en el Centro Espacial Kennedy hasta el lanzamiento de la misión SpaceX CRS-20 en marzo de 2020.

A bordo de la EEI, la astronauta Jessica Meir actualizaba semanalmente el medio de cultivo y, a intervalos regulares, separaba fragmentos de órganos para su posterior análisis genético y estudio microscópico. Mientras tanto, los científicos en la Tierra recibían datos cada 30 minutos sobre la fuerza de las contracciones de los tejidos y el ritmo de sus latidos.

Después del regreso de los corazones a la Tierra, los investigadores realizaron un análisis exhaustivo. El análisis reveló que, además de la disminución de la capacidad contráctil, los tejidos cardíacos en el espacio desarrollaron arritmias, lo que en una persona viva podría conducir a una insuficiencia cardíaca. El intervalo entre las contracciones de los tejidos en la EEI aumentó casi cinco veces.

También se observaron cambios a nivel celular. Los sarcómeros, complejos proteicos en las células musculares responsables de la contracción, se volvieron más cortos y menos organizados, uno de los signos más característicos de enfermedades cardíacas. Las mitocondrias (las centrales energéticas de las células) aumentaron de tamaño, se volvieron más redondeadas y perdieron los pliegues característicos que les ayudan a producir y utilizar energía.

El análisis genético de los tejidos, realizado por Devin Mair y sus colegas, mostró un aumento en la actividad de los genes relacionados con la inflamación y la oxidación, otra señal común en personas con enfermedades cardiovasculares. Según Mair, muchos de estos signos de estrés oxidativo e inflamación se observan regularmente en los astronautas durante los exámenes médicos después de regresar a la Tierra.

Los investigadores no se detuvieron ahí. En 2023, el laboratorio de Kim envió una segunda tanda de tejidos cardíacos bioingenierizados tridimensionales a la EEI para probar medicamentos que puedan proteger las células del efecto de la microgravedad. La investigación continúa hasta hoy, y los científicos creen que estos mismos fármacos podrían ayudar a las personas a mantener la función cardíaca a medida que envejecen.

El equipo de Kim sigue perfeccionando su sistema de “tejido en un chip” y estudia el impacto de la radiación en los tejidos cardíacos en el Laboratorio de Radiación Espacial de la NASA. Aunque la EEI se encuentra en una órbita terrestre baja, donde el campo magnético de la Tierra protege a sus habitantes de gran parte de la radiación cósmica, este factor sigue siendo crucial para los futuros vuelos espaciales a largas distancias.