¿Sentir que eres un pez al ser sacado del agua? ¿Cuál es nuestra comprensión del mundo en el que vivimos? Nuestro cuerpo está rodeado día a día de un ambiente que nos ha hecho adaptarnos a la Tierra, pero ¿qué pasaría si nuestro ambiente no fuera como lo conocemos? Visualiza a un pez, trata de imaginar cómo vería ese pez el mundo que lo rodea ¡qué mundo tan extraño debe ser el suyo! el medio acuático donde ha estado toda su vida ha formado su homeostasis, su manera de respirar, su método de locomoción y de reproducción ¡el agua es su medio de vida! ahora imagina que tomas al pez y lo llevas contigo a la superficie, entra a un mundo totalmente nuevo, se desorienta, sus ojos no creen lo que ven, su cuerpo no está preparado para eso, así que tendrá un periodo de sufrimiento y al regresar al agua le tomará algo de tiempo volver a la normalidad ¿tendrá secuelas? Esto pudo ser lo que experimentó el primer ser humano que atravesó el límite que separa nuestro mundo del resto del universo, la conocida línea de Kármán. Muchas son las cosas que enfrenta nuestro organismo al entrar en microgravedad o en general al salir de la Tierra, pero este artículo se centrará en los cambios del sistema inmunológico.
El sistema inmunológico evolucionó para proteger a los organismos multicelulares contra agentes patógenos. Altamente adaptable, defiende al cuerpo contra invasores diversos, esta diversidad de agentes patógenos potenciales requiere una gama de mecanismos de reconocimiento y destrucción a fin de estar a la par con la variedad de invasores; para lograr esta proeza, los seres vivos hemos adquirido por evolución, una red complicada y dinámica de órganos, moléculas, células y vías. El estudio de la inmunología ha producido historias asombrosas y fascinantes, en las que los científicos se han adentrado a tal grado de conquistar nuevos territorios de la ciencia, ¿cuál habrá sido su admiración al encontrar un huésped y un microbio enfrascarse en batallas que se libran tanto durante minutos como durante milenios?
Sabemos que los astronautas que viajan al espacio tienen que pasar alrededor de dos semanas de cuarentena antes del viaje para no introducir agentes infecciosos que puedan proliferar y mutar en el espacio, ya que se sabe que el sistema inmune se debilita, lo cual aumenta por mucho el riesgo de sufrir alguna infección, porque las bacterias sometidas a microgravedad se reproducen con mayor rapidez y aumentan su patogenicidad, incluso se logran distribuir en regiones del organismo donde no están habitualmente (se sabe que, por ejemplo, Escherichia Coli, bacteria que coloniza el intestino grueso, se ha logrado distribuir en faringe y vías respiratorias). Por todo esto, una de las más importantes interacciones biológicas afectadas en los vuelos espaciales es la regulación de la respuesta inmune. Estas alteraciones pueden tener profundos efectos en la capacidad del hospedero de resistir a procesos infecciosos, alergia, hipersensibilidad y tumores.
El mejor ejemplo para entender los efectos que presenta el cuerpo al salir de la Tierra es el experimento de los gemelos idénticos Mark y Scott Kelly, uno de ellos fue a la Estación Espacial Internacional y otro se quedó en la Tierra. Gracias al uso de gemelos idénticos y al control de factores genéticos que esto permite, los investigadores pudieron comprobar que el sistema inmunológico se altera por el viaje espacial, las condiciones de microgravedad y el entorno.
Se ha demostrado que posterior al vuelo, las alteraciones en el sistema inmune son vastas e incluyen disminución de la proliferación de mitógenos de las células mononucleares en sangre periférica (los mitógenos son factores que actúan en el ciclo celular estimulando la división celular), reducción de la blastogénesis (segmentación y la gastrulación) de linfocitos (tipo de glóbulo blanco que es parte del sistema inmune. Hay dos tipos principales de linfocitos: las células B y las células T. Las células B elaboran los anticuerpos para luchar contra bacterias, virus y toxinas invasoras y las células T ayudan a proteger el cuerpo de las infecciones y a combatir el cáncer) y de la producción de citocinas (proteínas que regulan la función de las células que las producen sobre otros tipos celulares) entre otras, sin embargo, estas alteraciones posteriores al vuelo pueden no reflejar las condiciones en el vuelo propiamente, por ejemplo, en condiciones de microgravedad se ha evidenciado reducción de respuesta de hipersensibilidad de tipo retardada (reacción inflamatoria que se presenta entre 24 y 72 horas después de la exposición a un antígeno que el sistema inmunitario no reconoce). Durante el vuelo puede existir reactivación de infección latente (afección que está presente, pero que no está activa o no causa síntomas) por los virus herpes, principalmente pero no exclusivamente, virus Epstein-Barr (VEB) y virus varicela zóster (VVZ), (los cuales han sido documentados en vuelos espaciales de corta duración).
El efecto diferencial de los vuelos espaciales en la distribución de los leucocitos (glóbulos blancos) en diferentes órganos puede estar mediada en parte por los cambios en las moléculas de adhesión (glucoproteínas que se encuentran en la superficie de la mayoría de las células). En astronautas, la expresión de Mac-1 (CD11 subunidad de integrina CR3, proteína de unión a matriz extracelular) en neutrófilos purificados aumentó tres días antes del lanzamiento, pero disminuyó en el día 0, la Mac-1 es un receptor de reconocimiento de patrones, capaz de reconocer y unirse a muchas moléculas que se encuentran en las superficies de las bacterias invasoras. Por otro lado, en los parámetros funcionales estudiados en los astronautas, poco después del aterrizaje y ocasionalmente durante los vuelos espaciales, se encuentra alteración en la proliferación de linfocitos, hipersensibilidad de tipo retardado, producción de anticuerpos, actividad de NK (célula asesina, su función es la destrucción de las células infectadas y de las células cancerosas, además de regular las respuestas inmunitarias), así como en la respuesta de las citocinas.
Por lo que podemos decir que la fuerza de gravedad es un regulador clave en la respuesta inmune mediada por células y la ausencia de esta impide o bloquea totalmente las vías esenciales para la activación temprana de las células T de señalización, así como, la expresión de objetivos en las señales de cascadas de transducción y en los genes implicados en la proliferación, apoptosis (muerte celular programada) y secreción. Así mismo, los factores de transcripción que ejercen mayor control regulador sobre la expresión génica durante la activación temprana de las células T como lo son Rel/ NF-κβ (factor nuclear kappa-beta), CREB (proteína que actúa como factor de transcripción), SRF (factor de respuesta a suero), ELK (factor de transcripción), AP-1 (implicada en la regulación de la expresión de genes relacionados con la respuesta a diversos estímulos, como citoquinas, factores de crecimiento, estrés e infecciones virales o bacterianas) y STAT (participan en procesos de proliferación, inmunidad, apoptosis, y diferenciación celular), son inhibidas en condiciones de microgravedad. De la misma manera el factor de necrosis tumoral, importante efector, es inhibido en microgravedad y puede dar lugar a la ineficiencia de la defensa del hospedero frente a patógenos infecciosos durante los vuelos espaciales. Estos son algunos de los aspectos más preocupantes en cuanto a la salud de los astronautas.
El concepto “defenderse desde el interior” de Louis Pasteur tiene otro significado en el espacio. La inmunología es una ciencia bastante extensa, por lo que es necesario que el campo de la medicina aeroespacial avance rápidamente. Si se piensa en términos de viajes espaciales más prolongados, deberíamos pensar que el primer ser humano que pise Marte ya ha nacido.
Escrito por: Sagrario Linares Melo
Referencias
• Mark García. Science Results Packed for Return to Earth Aboard Dragon Monday. NASA, 2019.
• Mark García. DNA, Physics and Robotics Pack Station Research Schedule Today. NASA, 2019.
• Judith A. Owen. KUBY Inmunología 7e. McGraw Hill, 2014.
• Rabarry. Twins Double the Data for Space Station Research – Part One. NASA, 2015.
• Iewarren. Rubber Vacuum Pants that Suck. NASA, 2015.
• Medicina Aeroespacial. CONACYT, 2016.