Los Astronautas Dejan "Huella Digital Microbiana" en la Estación Espacial

 

 El astronauta de la NASA y Comandante de la Expedición 63 Chris Cassidy trabajando a bordo de la ISS. Image Credit: NASA

Cuando un nuevo miembro de la tripulación llega a la Estación Espacial Internacional, la población de humanos que viven en el espacio cambia, por supuesto. Pero también lo hace la población de microbios. Innumerables tipos de microorganismos habitan nuestros cuerpos, por dentro y por fuera, y cuando un astronauta llega a la Estación, traen su colección específica de "autoestopistas" microbianos. Un nuevo estudio muestra que los microorganismos que viven en las superficies dentro de la Estación Espacial están tan estrechamente relacionados con un astronauta que los científicos podrían ver cuando este nuevo miembro de la tripulación llegó y partió, simplemente mirando los microbios que quedaron atrás. Los hallazgos muestran que vigilar a los residentes más pequeños de la Estación Espacial será importante para proteger la salud de los astronautas y la nave espacial que ocupan. Incluso podrían decirnos algo sobre entornos relativamente cerrados en la Tierra, como los hospitales, donde la comprensión de la presencia de microbios es clave.

Muchos de los microorganismos que viven dentro y alrededor de nosotros son inofensivos o incluso esenciales para una buena salud, pero algunos pueden causar enfermedades o dañar estructuras en entornos construidos. Es por eso que la NASA ha estado siguiendo a la población de microbios de la Estación Espacial con una serie de experimentos llamados Seguimiento Microbiano. Estos estudios, gestionados por el Centro de Investigación Ames de la NASA en Silicon Valley en California permiten a los investigadores aprender cómo los micro habitantes de la Estación Espacial cambian de lugar y con el tiempo.

"Existe una interacción entre la comunidad microbiana de la Estación Espacial y su tripulación, y comprender los detalles es importante para prevenir complicaciones para la salud o para las naves espaciales en misiones espaciales humanas a largo plazo", dijo Crystal Jaing, biólogo del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, LNLL, en Livermore, California, e investigador principal del estudio Microbial Tracking-2.

Muestreo del cuerpo y la Estación Espacial

Un astronauta participó en esta investigación al proporcionar muestras personales de microbiomas antes, durante y después del vuelo espacial. Un microbioma es una comunidad de diferentes microbios que viven juntos. Usando un hisopo de poliéster, se tomaron muestras áreas individuales de la piel, oído, boca, fosa nasal y saliva. Para comprender si el microbioma de la tripulación interactúa con el entorno de la Estación Espacial, también se tomaron muestras de ocho ubicaciones diferentes a bordo de la ISS, como la mesa del comedor, el baño y los cuartos de la tripulación. Estos fueron recolectados durante el vuelo del propio miembro de la tripulación y el que siguió a su partida.
 

De vuelta a la Tierra, las muestras se procesaron en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, antes del análisis en LLNL para comparar el microbioma del entorno de la Estación Espacial y el microbioma del astronauta. Por primera vez en este tipo de estudio, los investigadores utilizaron una técnica sofisticada, llamada secuenciación metagenómica de escopeta, para explorar cada fragmento de ADN encontrado en las muestras.

Un calendario microbiano 

 

De todas las áreas del cuerpo muestreadas, las poblaciones en las muestras de superficie ambiental se parecían más a las que se encuentran en la piel. En total, el microbioma del astronauta contribuyó al 55% del microbioma de superficie encontrado durante el vuelo del individuo. El microbioma de esta persona también se demoró; apareció, en menor grado, en las muestras de superficie tomadas cuatro meses después de que ese miembro de la tripulación abandonase la Estación Espacial.

"Solo a partir de los datos de microbios, podríamos saber cuándo llegó y partió la nueva persona", dijo David J. Smith, científico e investigador de Ames y coautor del estudio. "Estamos acostumbrados a medir el paso del tiempo con calendarios, pero las transiciones de microbioma esencialmente cuentan la misma historia en este estudio".
 

Las muestras de saliva del astronauta arrojaron otros resultados interesantes. La NASA ha utilizado la saliva antes para estudiar el sistema inmunológico y las condiciones de salud en los astronautas, pero este estudio es el primero en utilizar la secuencia metagenómica para analizar en profundidad los cambios en el microbioma de la saliva debido a los vuelos espaciales. La diversidad de especies encontradas allí disminuyó en el espacio y se recuperó después del regreso del astronauta la Tierra. Algunas de las especies afectadas se consideran potencialmente causantes de enfermedades, y los investigadores creen que las muestras de saliva podrían convertirse en una forma útil de controlar la salud de la tripulación.

Microbios de interior y salud humana en la Tierra

Más datos recopilados de miembros adicionales de la tripulación ayudarán a confirmar las tendencias observadas en este estudio, pero la investigación de Seguimiento Microbiano ya muestra la importancia de estudiar y monitorear microorganismos a bordo de la Estación Espacial. Los estudios futuros podrían profundizar en el material genético del microbioma para comprender qué genes microbianos influyen más en la relación entre la tripulación y los microbios que los rodean, y cómo esto podría afectar su salud. Saber qué grupos de microorganismos son más o menos abundantes en ciertos momentos o en ciertos lugares podría algún día ser la base de pruebas capaces de predecir problemas de salud y evitarlos.

La salud de los astronautas está actualmente protegida mediante el control rutinario de microbios en la Estación Espacial, junto con una buena nutrición de los astronautas y ejercicio adecuado, así como buenos procesos de saneamiento personal y de la Estación Espacial.

La Estación Espacial Internacional proporciona un entorno único para estudiar estos temas y podría arrojar luz sobre otros contextos donde los espacios interiores y la salud humana se superponen. 

Como un "edificio" en órbita en el espacio, la Estación Espacial está perfectamente adaptada para estudiar la llegada, circulación y transmisión de microorganismos. Por lo tanto, comprender mejor las interacciones entre los astronautas y los microbios podría incluso beneficiar a las personas en hábitats relativamente cerrados en la Tierra, ya sea en nuestros hogares u hospitales, a bordo de aviones, metro o incluso submarinos.

Aunque este estudio utilizó muestras traídas desde el espacio, la NASA tiene la capacidad de identificar microbios en tiempo real a bordo de la Estación Espacial y también está planeando el seguimiento microbiano en tiempo real en futuras naves espaciales.

 

 

Actualizado: 7/5/2020