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Protección de Células Humanas para Viajeros Espaciales

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Protección de Células Humanas para Viajeros Espaciales

El encuentro de los astronautas con la radiación del espacio profundo podría poner en riesgo las células vitales productoras de sangre.

NASA

Nota del Editor: Las células madre planteadas en esta historia son células madre adultas, no deben confundirse con las controvertidas células madre embrionarias. Todos los adultos tenemos células madre; son cruciales en la salud diaria. La NASA está investigando cómo la radiación espacial podría afectar a las células madre productoras de sangre de los astronautas, en su trayecto a la Luna o a Marte.

Agosto 19, 2004: En el tiempo que le toma leer esta frase, morirán más de 10 millones de glóbulos rojos en su sangre. No se alarme; es un proceso natural, además las células madre en su médula ósea están constantemente fabricando suficientes células nuevas para remplazar las muertas.

Pero ¿qué pasa si esas células productoras de sangre dejaran de funcionar? Sin un suministro de glóbulos rojos y blancos frescos, usted rápidamente se volvería anémico, su sistema inmunológico fallaría, y sin atención médica, usted moriría.

ver leyendaEsto es motivo de preocupación para los astronautas que hacen largos viajes más allá de la órbita de la Tierra. Es bien conocido que la radiación espacial puede dañar las células en los cuerpos de los astronautas. La amenaza específica a las células clave productoras de sangre, sin embargo, no es muy bien entendida por los científicos.

Derecha: Un micrógrafo en colores simulados de una célula madre de médula ósea, mostrada en púrpura. Imagen: cortesía de Andrew Leonard, Stanford Magazine. [Más información]

Entender esta amenaza, y desarrollar las medidas para combatirla, es el trabajo de Alan Gewirtz, médico en la Universidad de Pennsylvania (División de Hematología y Oncología). Actualmente se encuentra bombardeando células madre con radiación espacial simulada para observar cómo resultan afectadas las células. Al examinar el daño molecular, y probar los fármacos apropiados, "esta investigación pudiera beneficiar no solo a los astronautas, sino también a personas aquí en la Tierra que padecen de trastornos sanguíneos tales como leucemia y anemia aplástica", dice Gewirtz.

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La investigación se lleva a cabo en el Laboratorio de Radiación Espacial de la NASA (NASA Space Radiation Laboratory en inglés) en Nueva York. NSRL obtiene partículas de alta velocidad de uno de los aceleradores atómicos en el Laboratorio Nacional de Brookhaven en Long Island y los canaliza a una instalación especial para investigación biológica. La radiación consiste de protones y iones pesados moviéndose casi a la velocidad de la luz; algo parecido a los rayos cósmicos que enfrentan los astronautas en el espacio profundo.

Para observar los efectos de los rayos cósmicos sobre la irrigación sanguínea interna de un astronauta, Gewirtz expone a radiación platos Petri que contienen muestras de células madre productoras de sangre. Cada muestra contiene cerca de un millón de células obtenidas del flujo sanguíneo de voluntarios sanos pagados. Una vez que las células han sido expuestas, el equipo observa los daños con mayor detalle. ¿Se ven afectados los filamentos del ADN (los "chips de memoria" que producen células nuevas) de las células? Si es así, ¿cómo, y cuán gravemente? ¿Resultan dañadas las otras partes de la maquinaria interna de las células? ¿De qué manera?

ver leyendaEstas células madre no deben ser confundidas con las controvertidas células madre embrionarias. Gewirtz está trabajando con células madre adultas.

Las células madre adultas se encuentran en muchas partes dentro del cuerpo de cada persona, tal como en la médula ósea, el cerebro, la piel y el intestino. A diferencia de la mayoría de las células del cuerpo, las células madre no están limitadas en llegar a convertirse en sólo una clase de célula, tal como una célula de corazón o riñón; en lugar de eso, conservan la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula -- una cualidad llamada "pluripotencia" o "multipotencia".

Izquierda: Las células madre en la médula ósea pueden engendrar cualquiera de un amplio rango de tipos de células sanguíneas. Imagen cortesía de Stem Cell World (El Mundo de las Células Madre).

Las células madre de la médula ósea, llamadas células "progenitoras hematopoyéticas", generan un suministro continuo de células que pueden convertirse en cualquiera de las siguientes: plaquetas, linfocitos y granulocitos (glóbulos blancos), eritrocitos (glóbulos rojos), y otros. De esta manera, las células madre son una fuente de nuevas células para reemplazar las células más viejas que continuamente se deterioran.

Además de evaluar el daño de la radiación a las células progenitoras hematopoyéticas el grupo de Gewirtz planea también probar algunas "contramedidas" en forma de fármacos que pudieran ayudar a los astronautas a resistir niveles bajos de exposición a la radiación.

Una idea es suministrar antioxidantes a las células. La mayoría del daño al ADN no es causado por la radiación misma, sino por los "radicales libres" químicamente reactivos creados cuando la radiación golpea alguna parte de otra molécula. Entonces, estos radicales libres ambulatorios se "oxidan", afectando así al ADN. Remover los radicales libres por medio de antioxidantes, en forma de píldoras, pudiera quizás, retrasar o detener el daño.

Derecha: El Dr. Alan Gewirtz de la División de Hematología y Oncología de la Universidad de Pennsylvania. [Más información]

Otro método en consideración es amplificar un sistema natural en las células de las personas para reparar el ADN. Normalmente, las células contienen docenas de enzimas especializadas en reparación que constantemente recorren de arriba a abajo las largas y delgadas moléculas de ADN, comprobando los daños y haciendo reparaciones. "Esperamos encontrar la manera de estimular los mecanismos naturales de reparación", dice Gewirtz. "Es difícil superar el trabajo de millones de años de evolución para encontrar algo que funcione, y que funcione bien".

¿Ayudarán estas contramedidas a proteger las muestras de células cultivadas? Gewirtz dice que su equipo tendría algunos resultados a finales del año. Si tienen éxito, los astronautas en su camino a Marte no tendrían la preocupación de que su propias fuentes internas de nuevos glóbulos rojos se vayan agotando.

Créditos y Contactos

Autores: Patrick L Barry, Dr. Tony Phillips
Funcionario Responsable de NASA: John M. Horack
Editor de Producción: Dr. Tony Phillips
Curador: Bryan Walls


Relaciones con los Medios: Steve Roy Traducción al Español: Ma. Luisa Hernández/Carlos Román
Editor en Español: Héctor Medina
El Directorio de Ciencias del Centro Marshall para Vuelos Espaciales de la NASA patrocina el Portal de Internet de Science@NASA que incluye a Ciencia@NASA. La misión de Ciencia@NASA es ayudar al público a entender cuán emocionantes son las investigaciones que se realizan en la NASA y colaborar con los científicos en su labor de difusión.