Las investigaciones científicas realizadas a bordo de la Estación Espacial Internacional la semana del 14 de diciembre incluyeron la cristalización de anticuerpos en microgravedad, estudios de cambios en la expresión génica de las moscas de la fruta y cómo los microbios se adaptan al espacio.

Siete miembros de la tripulación viven actualmente a bordo de la estación, cuatro pertenecen al Programa de Tripulación Comercial de la NASA, lo cual  aumenta el tiempo disponible de la tripulación para la ciencia en el laboratorio orbital. La estación espacial ha sido habitada de forma continua por humanos durante 20 años y ha apoyado muchos avances científicos durante ese tiempo. La estación proporciona una plataforma para la investigación de larga duración en microgravedad y para aprender a vivir y trabajar en el espacio, experiencia que apoya Artemis, el programa de la NASA para avanzar hacia la Luna y Marte.

Aquí hay detalles sobre algunas de las investigaciones con microgravedad que se están llevando a cabo actualmente:

La fabricación de mejores anticuerpos

PCG Anticuerpos monoclonales evalúa las diferencias en cómo cristalizan varios anticuerpos monoclonales terapéuticos. Los anticuerpos monoclonales son proteínas del sistema inmunológico creadas en laboratorio diseñadas para interactuar con objetivos específicos, como las células cancerosas. Es posible producir cristales de mayor calidad en microgravedad, y esta capacidad podría apoyar el desarrollo de fármacos con un coste reducido, una estabilidad mejorada y una mayor facilidad de administración. Durante la semana, la tripulación realizó el montaje de las placas de crecimiento de cristales de proteínas (PCG), que se guardan en un lugar con temperatura controlada en la estación espacial para su cristalización.

El astronauta de la NASA Victor Glover revisa los procedimientos para el experimento PCG Anticuerpos Monoclonales, que cristaliza anticuerpos monoclonales terapéuticos en microgravedad, donde es posible lograr cristales de mayor calidad que en la Tierra. La investigación podría acelerar el desarrollo de terapias avanzadas dirigidas contra las células cancerosas.
Créditos: NASA

Los genes detrás de los ritmos circadianos

Genes in Space-7 es un experimento diseñado por estudiantes que llegó a la estación espacial después de de ganar una competencia de Genes en el Espacio, una competencia nacional que desafía a los estudiantes a diseñar experimentos de análisis de ADN. El estudio establece un proceso para examinar los cambios en la expresión génica en las moscas de la fruta, dirigidos a los del sistema nervioso relacionados con el ritmo circadiano o diario. Este sistema de ritmos diarios para los procesos corporales está regulado por señales de luz, que los viajes espaciales interrumpen. Este estudio podría mejorar nuestra comprensión de cómo los vuelos espaciales afectan la función cerebral, ayudando a los científicos a mantener saludables a los astronautas mientras se preparan para misiones de larga duración en la órbita terrestre baja y más allá. Los miembros de la tripulación amplifican el ADN de las muestras utilizando el miniPCR a bordo, un procedimiento validado en órbita como parte de una investigación previa de Genes en el Espacio.

Genes en el Espacio-7, una investigación diseñada por Finsam Samson (izquierda) y Yujie Wang (derecha) -en la imagen se los ve en la Escuela Secundaria Troy, en Troy, Michigan- estudia cómo la microgravedad influye en el funcionamiento del sistema nervioso. 
Créditos: Genes en el espacio

Microbios en microgravedad

Durante la semana, el equipo recolectó muestras Micro-14A y las insertó en el congelador de laboratorio Minus Eighty Degree para ISS (MELFI) para su conservación. Esta investigación amplía estudios previos para definir los mecanismos por los cuales las células de la levadura Candida albicans se adaptan al espacio. Este patógeno oportunista puede causar una enfermedad grave en huéspedes inmunodeprimidos, pero el mecanismo específico por el cual se convierte de organismo benigno en patógeno no se comprende en su totalidad. Los astronautas a menudo experimentan cambios en la respuesta inmune durante el vuelo y, por lo tanto, podrían estar en riesgo de infección por este y otros patógenos oportunistas que pueden volverse más virulentos en microgravedad. Una mejor comprensión de la adaptación microbiana al estrés ambiental contribuye a proteger la salud de los miembros de la tripulación durante los vuelos espaciales de larga duración.

Una imagen del microscopio del tejido cardíaco diseñado a partir de la investigación Cardinal Heart, que analiza los cambios en la expresión génica en los tejidos cardíacos que se producen en microgravedad. 
Créditos: NASA

Otras investigaciones en las que trabajó la tripulación:

• Myotones, una investigación de la ESA (Agencia Espacial Europea), observa las propiedades bioquímicas de los músculos durante la exposición a largo plazo a los vuelos espaciales.
• La instalación Microscopía Espacial Confocal de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) proporciona imágenes de fluorescencia de muestras biológicas en órbita, que pueden proporcionar datos sobre la naturaleza fundamental de la estructura y función celular y tisular en tiempo real.
• Le serie Vascular de la Agencia Espacial Canadiense (CSA) incluye Envejecimiento Vascular y Ecografía Vascular, dos investigaciones que examinan como la microgravedad afecta las arterias carótidas, que llevan sangre a la cabeza.
• Cardinal Heart estudia los cambios observados en el corazón humano después de pasar tiempo en microgravedad, utilizando tejidos cardíacos diseñados (EHTs por sus siglas en inglés) para analizar los cambios en la expresión génica en tres tipos de células cardíacas.
• Producción de Fibra Óptica fabrica cable de fibra óptica en el espacio a partir de una mezcla de elementos llamados ZBLAN. Investigaciones anteriores sugieren que las fibras ópticas producidas en microgravedad deberían ser superiores a las producidas en la Tierra.
• BRE se centra en la prevención de incendios en naves espaciales, examinando las condiciones de combustión y la inflamabilidad de los materiales en microgravedad. BRE forma parte de ACME, un conjunto de seis estudios independientes de llamas gaseosas destinados a promover la eficiencia del combustible y reducir la producción de contaminantes en la combustión práctica en la Tierra, y  mejorar la prevención de incendios en naves espaciales.
• MVP Cell-06 estudia los efectos del vuelo espacial en la enfermedad musculoesquelética. Los astronautas experimentan lesiones relacionadas con el ejercicio en el espacio y en la Tierra, y la pérdida de cartílago y hueso debido a lesiones articulares puede conducir a la artritis. Esta investigación podría ayudar a identificar medicamentos para proteger tanto a los astronautas como a las personas en la Tierra.
• Medidas Estándar recopila un conjunto de mediciones consistentes de miembros de la tripulación de EE. UU. para ayudar a caracterizar los efectos de vivir y trabajar en el espacio en el cuerpo humano.
• Organogénesis Espacial, una investigación de la Agencia Japonesa de Exploración Aeroespacial (JAXA), demuestra el crecimiento de los brotes de órganos 3D a partir de células madre humanas con el fin de analizar los cambios en la expresión génica.
• La Experiencia ISS está creando una serie de realidad virtual (VR) inmersiva que documenta la vida y la investigación a bordo de la estación espacial.
• Rotifer B2, un experimento de la ESA (Agencia Espacial Europea), investiga el efecto acumulativo de la microgravedad y la radiación espacial en organismos vivos.
• Plant Habitat-02 cultiva plantas de rábano (Raphanus sativus) para determinar los efectos de la microgravedad en su crecimiento. Esta planta modelo es nutritiva, tiene un tiempo de cultivo corto y es genéticamente similar a la Arabidopsis, una planta frecuentemente estudiada en microgravedad.
• AstroRad prueba un chaleco diseñado para proteger a astronautas contra la radiación causada por acontecimientos de partículas solares imprevisibles.  Los astronautas proporcionan información sobre lo fácil que es ponerselo, cómo calza y se siente, y la gama de movimientos que permite.
• Food Acceptability analiza cómo cambia el atractivo de los alimentos durante las misiones de larga duración. El hecho de que a los miembros de la tripulación les guste y realmente consuman alimentos afecta directamente la ingesta calórica y los beneficios nutricionales asociados.
• ISS Ham ofrece a los grupos de estudiantes la oportunidad de hacer preguntas a los miembros de la tripulación a medida que la estación espacial pasa por encima de su escuela, campamento, museo u otras instalaciones.

El astronauta de la NASA Michael Hopkins lleva a cabo actividades para Producción de Fibra Optica, un experimento que fabrica fibras ópticas en microgravedad. Estas fibras deberían poseer cualidades muy superiores a las producidas en la Tierra. 
Créditos: NASA

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[Read the English version of this story]

John Love, científico principal de la Estación Espacial Internacional
Expedición 64

Traducción al español: 
Universidad Nacional de Mar del Plata
Mar del Plata, Argentina