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Pasar un año en el espacio provoca alteraciones en el ADN de los astronautas que persisten tras su regreso a la Tierra y que podrían conllevar un riesgo para su salud a largo plazo. Es la principal conclusión de una investigación internacional liderada por la NASA que ha analizado con una profundidad sin precedentes cómo una estancia en la Estación Espacial Internacional (EEI) afectó al cuerpo de un astronauta comparándolo con su hermano gemelo, que se quedó en la Tierra. A pesar de ello, los autores remarcan que el trabajo, publicado hoy en Science, demuestra que el cuerpo humano puede mantener un buen estado de salud en misiones espaciales de larga duración.

Scott y Mark Kelly son los dos únicos astronautas del mundo que comparten el mismo ADN, pues son gemelos idénticos. Ambos son veteranos de la Marina de los Estados Unidos y de la NASA y han viajado al espacio en múltiples ocasiones.

En marzo de 2015, Scott Kelly se embarcó en una misión de un año a la EEI mientras su hermano Mark seguía trabajando en la agencia espacial estadounidense desde tierra. Fue el propio Scott el que tuvo la idea de aprovechar esta oportunidad excepcional para comparar cómo cambiaba el cuerpo de dos personas genéticamente idénticas, una en la tierra y otra en el espacio. Así, con el objetivo de comprobar los efectos de una misión espacial de larga duración, surgió un proyecto de investigación que ha implicado a más de diez equipos de todo el mundo.

Durante los 342 días que Scott Kelly pasó en la EEI, en órbita a 400 kilómetros de la superficie terrestre, se sometió diligentemente a una batería de pruebas médicas para analizar todos sus aspectos de su salud. Cuando era posible, sus muestras venían inmediatamente a la Tierra a bordo de cápsulas de aprovisionamiento. Si no, el propio Kelly las congelaba a 80 grados bajo cero hasta que pudieran viajar a los laboratorios terrestres. "Hubo retos increíbles", declaró en rueda de prensa Andrew Feinberg, director del Centro de Epigenética de la Universidad Johns Hopkins, en Baltimore (EE.UU.) y coautor del trabajo. Por motivos logísticos y de seguridad, "se nos permitía obtener menos sangre de Scott de la que se permite extraer de un niño ingresado en un hospital", recuerda. Mientras tanto, en la Tierra, su hermano Mark pasó por las mismas pruebas, aunque continuó haciendo vida normal, para hacer de referencia.

Scott Kelly pasó un año en el espacio mientras su hermano gemelo Mark trabajaba para la NASA desde la TIerra (Robert Markowitz - NASA - Johnso / NASA)

Los investigadores han analizado en detalle todos los parámetros básicos de salud de ambos hermanos antes, durante y después de la misión en la EEI, desde el peso corporal hasta su metabolismo, pero también la estructura de su genoma y la regulación de sus genes. Este estudio "es ciertamente la visión más exhaustiva que jamás hayamos tenido de la respuesta del cuerpo humano a un viaje espacial", afirmó la también coautora Susan Bailey, investigadora de la Universidad Estatal de Colorado, en Fort Collins (EE.UU.).

Ya se sabía que el ambiente del espacio tiene un impacto sobre el cuerpo: los astronautas pierden densidad en los huesos, su microbiota y la actividad de sus genes cambian y se ven afectadas sus capacidades cognitivas. Ahora, los resultados del Estudio de Gemelos confirman lo que ya se sospechaba y también aportan nueva información.

La microgravedad de la EEI provocó una redistribución de los fluidos corporales de Scott Kelly. En la Tierra, la gravedad provoca que, cuando estamos de pie, la cabeza tenga una presión sanguínea más baja que las piernas y la parte inferior del torso. En ausencia de esta gravedad, la sangre se acumula en mayor cantidad en la cabeza y la parte superior del cuerpo. Eso hizo que se dilataran los vasos sanguíneos del cuello y de los ojos de Scott durante su estancia en el espacio, lo que a su vez causó alteraciones en su retina. Al regresar a la Tierra, la mayor parte de estas adaptaciones se revirtieron, pero su año en la EEI sí dejó una leve huella en la estructura de su retina.

Las capacidades cognitivas de Scott Kelly se vieron ligeramente reducidas tras su viaje, posiblemente por el incremento de la presión sanguínea en su cabeza debido a la microgravedad. Seis meses después de su retorno, había vuelto prácticamente a la normalidad, aunque los investigadores detectaron leves carencias que persistieron más de lo esperado.

Los genes de Kelly también se adaptaron a la vida en el espacio, especialmente los relacionados con el sistema inmunitario. Pero fue al volver a la Tierra cuando realmente se produjo un cambio más brusco: tras el aterrizaje, aumentó drásticamente la actividad de genes implicados en la inflamación, una respuesta del cuerpo a una alteración súbita del ambiente que concuerda la experiencia de los astronautas, que citan este momento como el más extenuante de sus misiones. "Un mensaje claro de los datos moleculares es que, si el espacio es duro, el aterrizaje es mucho más duro para el cuerpo, al menos en los primeros días", declaró Christopher Mason, genetista del Centro Médico Weill Cornell de Nueva York (EE.UU.) y coautor del estudio.

El 90% de los genes de Scott Kelly volvieron a los niveles de actividad iniciales al volver a habituarse a las condiciones de la Tierra, pero algunos se mantuvieron alterados seis meses más tarde. Por ahora, no se sabe qué consecuencias puede tener eso a largo plazo.

Lo que más preocupa a los investigadores, no obstante, son las anomalías que aparecieron en los cromosomas del astronauta estadounidense. El vacío del espacio está bañado por los rayos cósmicos, una radiación de alta energía que puede dañar el ADN. En la superficie terrestre, el campo magnético de nuestro planeta nos protege de ellos, pero en la órbita terrestre baja, donde se encuentra la EEI, este escudo es algo más débil.

A lo largo de su estancia en la estación, Scott Kelly recibió una dosis de radiación total de 150 microsieverts (mSv), cincuenta veces más que lo que recibe una persona cualquiera en la Tierra en un año, aunque ocho veces menos que la dosis a la que se expondrían astronautas que viajaran a Marte. Los rayos cósmicos provocaron roturas en su ADN, lo que causó que fragmentos de sus cromosomas se intercambiaran o que invirtieran su orden. Estos cambios persistieron a largo plazo incluso después de su regreso a la Tierra.

Por otra parte, los telómeros de Kelly crecieron mientras estaba en la EEI. Los telómeros son las estructuras de los extremos de los cromosomas que los protegen durante la división de las células, y juegan un papel fundamental en el envejecimiento y el cáncer. Aunque practicar ejercicio físico y llevar una dieta equilibrada -algo que todos los astronautas en la EEI están obligados a hacer- ayuda a mantener la longitud de los telómeros, no se sabe cuál puede haber sido la causa de su crecimiento.

Sin embargo, cuando regresó a la Tierra, los telómeros de Kelly volvieron a acortarse, algunos incluso por debajo de su longitud normal, lo que constituye un biomarcador de envejecimiento celular y de un riesgo incrementado de enfermedad cardiovascular y, junto con las anomalías cromosómicas, de cáncer. Por el momento, los investigadores consideran que esto supone un riesgo "elevado" para las misiones espaciales de larga duración, aunque puntualizan que habrá que confirmar los resultados en estudios con otros astronautas, según escriben en Science.

En conjunto, los datos son una prueba de que el ser humano es capaz de adaptarse y sobrevivir en buen estado de salud durante periodos de tiempo prolongados. En un contexto en que tanto agencias espaciales estatales como compañías privadas se proponen enviar misiones tripuladas a la Luna y a Marte, sirven como guía para investigar cómo proteger la salud de los astronautas. Además, los investigadores esperan que los mecanismos fisiológicos identificados en el estudio ayuden a comprender mejor el envejecimiento y algunas enfermedades aquí, en la Tierra.

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Viajar al espacio altera el ADN de los astronautas

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Pasar un año en el espacio provoca alteraciones en el ADN de los astronautas que persisten tras su regreso a la Tierra y que podrían conllevar un riesgo para su salud a largo plazo.

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