Un estudio encuentra nuevos biomarcadores que podrían ayudar a identificar los riesgos de los vuelos en el espacio profundo


Un equipo internacional de científicos ha encontrado nuevos biomarcadores que se pueden utilizar con fines de diagnóstico y, potencialmente, como herramientas de predicción de los riesgos asociados con los vuelos al espacio profundo.

En su estudio, el equipo, que incluye a tres investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL), examinó muestras de sangre de aproximadamente dos décadas de antigüedad de astronautas del transbordador espacial antes y después del vuelo.
Sus hallazgos han sido publicados en línea en la revista Frontiers in Genetics.

Tres científicos biomédicos del LLNL (de izquierda a derecha, Matt Coleman, Angela Evans y Aimy Sebastian) forman parte de un equipo que ha encontrado nuevos biomarcadores que se pueden utilizar con fines de diagnóstico y, potencialmente, como herramientas predictivas de los riesgos asociados con los vuelos al espacio profundo. Estudiaron las expresiones de ARN de los exosomas obtenidos en sangre total de los astronautas del transbordador espacial. Crédito: Julie Russell/LLNL.

«Sabíamos que el ácido nucleico dentro de los exosomas puede permanecer intacto durante 15 a 20 años, pero no estábamos seguros de cómo los afectaría el viaje espacial y si encontraríamos exosomas intactos que contienen ácidos nucleicos en la sangre de dos décadas de antigüedad del transbordador espacial». astronautas que se almacenó», dijo el científico biomédico del LLNL Matt Coleman, de la División de Biología y Biotecnología del Laboratorio.
«Es una sorpresa increíble que obtengamos tanta información sobre el ARN en el exosoma, los diferentes tipos de ARN encapsulados dentro de los exosomas e información sobre los genes y los procesos biológicos que regulan», dijo Coleman.
Los exosomas son pequeñas esferas extracelulares de proteínas lipídicas que transportan otras moléculas en su interior, lo que permite que las células y los tejidos se comuniquen entre sí. El ARN largo no codificante (lncRNA), que controla y activa los mecanismos celulares, se puede encontrar en los exosomas, entre otros tipos de ARN.
Además de investigadores del LLNL, el equipo incluyó a científicos de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai (Nueva York), la Escuela de Medicina de la Universidad de Virginia, la Universidad de California en San Diego, el Centro Médico Wexner de la Universidad Estatal de Ohio y The Institute de Biología Molecular con sede en Ereván, Armenia.
«El espacio cambió el ARN dentro de los exosomas de los astronautas que fueron al espacio», dijo Coleman. «Tenían firmas de que eran astronautas; habían estado en un entorno de gravedad reducida y expuestos a dosis de radiación espacial».
En su estudio, los investigadores encontraron 27 lncRNA expresados diferentes, o biomarcadores para vuelos espaciales, que cambiaron entre antes y después del vuelo espacial.

«Algo sobre los vuelos espaciales cambió la cantidad de ARN en la sangre de los astronautas», dijo Coleman. «Estaban en vías clave que regulan la transcripción, la señalización de célula a célula y la señalización intercelular.
«Cuando comparamos antes y después del viaje espacial, vemos un cambio en la cantidad de lncRNA, ya sea más o menos, y esos cambios afectan directamente a los genes que se activan o desactivan en funciones celulares importantes asociadas con la neurodegeneración, la salud general y cardiovascular. enfermedad.»
El equipo de científicos analizó el ARN aislado de muestras de exosomas de sangre que provinieron de 18 astronautas del transbordador espacial entre 1998 y 2001, incluidos tres cuyas muestras eran extremadamente sólidas.
Se tomaron muestras de sangre 10 días antes de que los astronautas fueran al espacio y luego se tomaron muestras de sangre adicionales tres días después de que regresaran de la órbita terrestre baja.
«Debido a que el lncRNA puede modular una gran cantidad de genes, comprender esos genes y las vías con las que están asociados, como la salud general o la enfermedad cardiovascular, nos permitiría identificar quién necesita obtener un medicamento específico, cambiar su dieta u obtener más ejercicio para evitar los efectos negativos de los vuelos espaciales», dijo Coleman.
«Este tipo de estudios están tratando de llenar los vacíos de conocimiento para comprender primero los efectos de trabajar y viajar en la órbita terrestre baja y luego del espacio profundo en el cuerpo humano».
Casi todos los estudios anteriores se han centrado en los efectos del espacio en los astronautas en órbita terrestre baja, como los astronautas del transbordador que trabajan a bordo de la Estación Espacial Internacional.
«A medida que avanzamos hacia el viaje a la Luna y Marte, el ambiente espacial será dramáticamente diferente. Habrá una mayor exposición a la radiación ionizante y los astronautas estarán en el espacio por períodos más largos con mayores tiempos de confinamiento y problemas prolongados con la gravedad. dijo Coleman.
Las capacidades de LLNL que ayudaron al estudio del equipo incluyeron 30 años de experiencia en ciencia genómica, reparación de ADN e investigación de los efectos de la radiación ionizante a través de la secuenciación para el Proyecto Genoma Humano.
Además de Coleman, otros dos investigadores del LLNL, la científica biomédica Aimy Sebastian y la estudiante graduada Angela Evans, formaban parte del equipo. El estudio fue dirigido por David Goukassian, del Centro de Investigación Cardiovascular de la Facultad de Medicina Icahn de Mount Sinai, en la ciudad de Nueva York.
Si bien el estudio actual del equipo se enfoca en lncRNA, los científicos esperan publicar tres artículos más en los próximos tres a seis meses sobre otros tipos de ARN identificados dentro de los exosomas que también desempeñan un papel en la salud y las enfermedades y podrían proporcionar más información sobre los riesgos asociados. con vuelo espacial.

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