Los viajes espaciales pueden alterar la expresión génica en los glóbulos blancos, debilitando nuestro sistema inmunológico

Cada vez hay más pruebas de que los astronautas son más susceptibles a las infecciones mientras están en el espacio. Por ejemplo, los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) suelen sufrir erupciones en la piel, así como enfermedades respiratorias y no respiratorias. También se sabe que los astronautas arrojan más partículas de virus vivos; por ejemplo, el virus de Epstein-Barr, la varicela-zoster responsable de la culebrilla, el herpes-simple-1 responsable de las llagas y el citomegalovirus. Estas observaciones sugieren que nuestro sistema inmunológico podría verse debilitado por los viajes espaciales. Pero, ¿qué podría causar tal déficit inmunológico?

«Aquí mostramos que la expresión de muchos genes relacionados con las funciones inmunitarias disminuye rápidamente cuando los astronautas llegan al espacio, mientras que sucede lo contrario cuando regresan a la Tierra después de seis meses a bordo de la ISS», dijo la Dra. Odette Laneuville, profesora asociada del Departamento. de Biología de la Universidad de Ottawa, autor principal de un nuevo estudio en Fronteras en Inmunología.

Los investigadores estudiaron la expresión génica en leucocitos (glóbulos blancos) en una cohorte de 14 astronautas, incluidas tres mujeres y 11 hombres, que habían residido a bordo de la ISS entre 4,5 y 6,5 meses entre 2015 y 2019. Se aislaron leucocitos de 4 mililitros. sangre extraída de cada astronauta en 10 puntos de tiempo: una vez antes del vuelo, cuatro veces en vuelo y cinco veces en la Tierra.

Ahí y de vuelta

En total, se encontró que 15.410 genes se expresaban diferencialmente en los leucocitos. Entre estos genes, los investigadores identificaron dos grupos, con 247 y 29 genes respectivamente, que cambiaron su expresión en tándem a lo largo de la línea de tiempo estudiada.

Los genes en el primer grupo se redujeron al llegar al espacio y retrocedieron al regresar a la Tierra, mientras que los genes en el segundo siguieron el patrón opuesto. Ambos grupos consistían principalmente en genes que codifican proteínas, pero con una diferencia: su función predominante estaba relacionada con la inmunidad de los genes del primer grupo y con las estructuras y funciones celulares del segundo.

Estos resultados sugieren que cuando alguien viaja al espacio, estos cambios en la expresión génica provocan una rápida disminución de la fuerza de su sistema inmunológico.

«Una inmunidad más débil aumenta el riesgo de enfermedades infecciosas, lo que limita la capacidad de los astronautas para realizar sus exigentes misiones en el espacio. Si una infección o una afección relacionada con el sistema inmunológico evolucionara a un estado grave que requiriera atención médica, los astronautas en el espacio tendrían una capacidad limitada». acceso a atención, medicamentos o evacuación», dijo el Dr. Guy Trudel, médico de rehabilitación e investigador del Hospital de Ottawa y profesor del Departamento de Medicina Celular y Molecular de la Universidad de Ottawa.

Volver a los niveles habituales en la Tierra

Pero hay un lado positivo en esta nube: los datos mostraron que la mayoría de los genes en cualquiera de los grupos volvieron a su nivel de expresión anterior al vuelo dentro de un año después del regreso a la Tierra, y generalmente mucho antes, en promedio, después de unas pocas semanas. Estos resultados sugieren que los astronautas que regresan corren un riesgo elevado de infección durante al menos un mes después de aterrizar en la Tierra.

Por el contrario, los autores aún no saben cuánto tiempo pasa antes de que la resistencia inmunológica recupere por completo su fuerza anterior al vuelo. Es probable que la duración de este período dependa de la edad, el sexo, las diferencias genéticas y la exposición infantil a los patógenos.

Los autores plantearon la hipótesis de que el cambio en la expresión génica de los leucocitos bajo microgravedad se desencadena por el «cambio de fluidos», donde el plasma sanguíneo se redistribuye de la parte inferior a la superior del cuerpo, incluido el sistema linfático. Esto provoca una reducción del volumen plasmático de entre un 10 % y un 15 % en los primeros días en el espacio. Se sabe que el cambio de fluidos va acompañado de adaptaciones fisiológicas a gran escala, que aparentemente incluyen una expresión genética alterada.

Profilaxis contra los déficits inmunitarios en el espacio

«La siguiente pregunta es cómo aplicar nuestros hallazgos para guiar el diseño de contramedidas que evitarán la supresión inmunológica mientras se está en el espacio, en particular para vuelos de larga duración», dijo Laneuville.

«La salud de los astronautas mientras están en el espacio, especialmente durante misiones largas, se beneficiaría al detectar tanto la disfunción inmunológica como la inflamación subclínica. La detección temprana brinda oportunidades para la intervención, con el objetivo de prevenir una progresión hacia síntomas graves».