Uno de los grandes desafíos que aún se plantean al planificar una misión de exploración espacial, es la pérdida en los astronautas de masa muscular y por ende, de fuerza, durante estos viajes.
Un equipo de investigación financiado por la NASA, desarrolló una tecnología para estudiar los efectos de los vuelos espaciales sobre la musculatura. El trabajo se realiza con gusanos, pero los resultados de la observación son homologables con los de un ser humano.
NemaFlex, un chip que analiza la musculatura de gusanos en el espacio
Este estudio se realizó utilizando caenorhabditis elegans, una especie de nematodo de apenas un nanómetro de largo, que comparte rasgos comunes con los humanos y además son rentables, para efectos de la investigación.
El equipo de experimentos Micro-16, según comenta la misma NASA, desarrolló en la Universidad Tecnológica de Texas un nuevo dispositivo llamado NemaFlex, un chip para medir de manera continua la fuerza muscular a lo largo de múltiples generaciones de gusanos nacidos y criados en la Estación Espacial Internacional (ISS).
El dispositivo NemaFlex contiene un «bosque» de pequeños micropilares. En cuanto los gusanos se arrastran a través del dispositivo, de cualidades fluidas, ejercen fuerzas musculares que desvían sus micropilares. La fuerza muscular ejercida por los nematodos puede ser medida por los científicos en función de esta desviación del pilar. El equipo de investigación probó inicialmente este dispositivo en la Tierra, para demostrar que los defectos en las proteínas de contracción muscular conducen a una disminución en la fuerza muscular del gusano.
NemaFlex, junto con cultivos de gusanos vivos para ser estudiados y medidos en el espacio, ya se encuentran en órbita, en la Estación Espacial Internacional, desde el 20 de febrero de 2021, como parte del experimento Micro-16.
Para usar el dispositivo NemaFlex, los astronautas inyectan los cultivos vivos de C. elegans de las bolsas de cultivo en la unidad NemaFlex, utilizando un Aparato de Carga de Gusanos, dispositivo especialmente creado para tal fin. El chip NemaFlex incluye una ventana de visualización colocada sobre una cámara para capturar video de la actividad del gusano para que los científicos lo analicen en la Tierra. Múltiples generaciones de C. elegans criados en el espacio están siendo cultivadas, observadas y medidas durante el experimento Micro-16. Las mediciones de vuelo se compararán con los resultados de los análisis de fuerza muscular y expresión génica de gusanos criados en la Tierra.
A medida que la NASA planea vuelos espaciales de larga duración, mantener la masa muscular y la fuerza será fundamental para los astronautas que se embarcan en misiones que los exponen a largos períodos de microgravedad y radiación. La falta de gravedad experimentada por los astronautas durante los vuelos espaciales es responsable de la pérdida de masa muscular y fuerza.
Para desarrollar posibles contramedidas, los científicos esperan comprender mejor, a través de este estudio, exactamente cómo la exposición al entorno espacial altera la expresión génica muscular, lo que conduce a la pérdida muscular y la reducción de la fuerza. Además, esta iniciativa puede aportar la información suficiente para generar un modelo posible de intervenciones terapéuticas, para mitigar la disminución de la fuerza muscular durante los vuelos espaciales.
Fotografía del encabezado: El equipo de Micro-16 en la Universidad Tecnológica de Texas durante la preparación del hardware NemaFlex. Fuente: NASA.