Células madre en el espacio: los avances de la ciencia para comprender mejor desde el Alzheimer hasta los infartos

Las células madre tienen la capacidad de autorrenovarse y de diferenciarse y realizar diversas funciones. Se vienen estudiando desde hace más de tres décadas como potenciales componentes de terapias para diferentes enfermedades. Eso ha ocurrido en diversos laboratorios en la Tierra, pero durante los últimos años también se investigan en el espacio.

Una de las últimas investigaciones aportó varios avances. En la realización de los experimentos participó Rayyanah Barnawi, la primera mujer astronauta árabe que fue enviada a la Estación Espacial Internacional (ISS). Formó parte de la Axiom Mission 2, una misión privada que se llevó a cabo en mayo del año pasado.

Los resultados de los experimentos se conocieron a través del estudio que se publicó en la revista NPJ Microgravity, editada por Nature Springer. Esa investigación fue liderada por Clive Svendsen y Arun Sharma, del Instituto de Medicina Regenerativa, que depende del Centro Médico Cedars-Sinai, en California, Estados Unidos.

En diálogo con Infobae, el doctor Sharma contó: “Nuestro estudio consiguió varios hitos. Es la primera transfección exitosa de células madre y células de la piel con ADN en el espacio”.

Se espera que en el futuro las células madre cultivadas en microgravedad aporten modelos para investigar enfermedades humanas, como Parkinson, Alzheimer e infartos, y que contribuyan a acelerar el desarrollo de tratamientos eficaces.

En el caso del estudio en el que la astronauta árabe colaboró, se introdujo ADN en células adultas maduras y se reprogramaron en “células madre pluripotentes inducidas” a bordo de la ISS.

Como detalló el doctor Sharma a Infobae, la investigación marcó varias diferencias: resultó ser también “la primera demostración de la formación de estructuras celulares tridimensionales llamadas esferoides en el espacio”.

El experto resaltó que se trató del “primer uso de hardware comercial disponible para el cultivo de células en el espacio”.

Uno de los retos era mantener las células en sus placas en el espacio. “En la Tierra, si queremos cambiar los nutrientes de un recipiente en el laboratorio, simplemente se abre. En cambio, en microgravedad, todo se escapa. En esta misión, descubrimos que la tensión superficial del fluido de las placas utilizadas habitualmente en los laboratorios era suficiente para mantener las células en su sitio. Eso significa que no necesitábamos equipos a medida para estos experimentos”, dijo.

Su equipo y otros colegas habían encontrado que ciertas poblaciones de células madre pueden proliferar o dividirse más rápido en el espacio.

En el estudio publicado, aclararon que buscan identificar mecanismos para mejorar la elaboración de terapias celulares en la Tierra o que sirvan como un catalizador para la producción a gran escala de productos derivados de células madre en órbita.

“El próximo hito sería una biología de mayor rendimiento, una mayor automatización y la incorporación de tecnologías de inteligencia artificial”, adelantó Sharma a Infobae.

Por su parte, dos científicos de la Clínica Mayo en los Estados Unidos hicieron una revisión de los estudios con células madre que han sido realizados en condiciones de microgravedad en la ISS.

Al hacer la revisión, que fue publicada también en la revista NPJ Microgravity, los investigadores descubrieron que el ambiente de microgravedad aumenta incluso más algunas capacidades regenerativas que pueden tener las células madre.

En la Estación Espacial Internacional, las células madre han sido estudiadas a través de una combinación de técnicas avanzadas de cultivo celular, análisis molecular y herramientas de bioingeniería.

La revisión fue elaborada por Fay Ghani y Abba C. Zubair, quienes están afiliados al Centro de Bioterapéutica Regenerativa y al Departamento de Medicina de Laboratorio y Patología de la Clínica Mayo en Jacksonville, Florida. Contaron con el apoyo de la NASA y el Instituto Biodesign de la Universidad Estatal de Arizona.

Descubrieron que el entorno de microgravedad permite que las células mantengan su estado indiferenciado y mejora ciertas capacidades terapéuticas, como la inmunosupresión.

Además, se observó que la microgravedad facilita la creación de modelos tridimensionales de cultivo celular, lo que ofrece una aproximación más cercana a cómo las células se comportan en el cuerpo humano.

“Estudiar las células madre en el espacio reveló mecanismos celulares que, de otro modo, pasarían desapercibidos o serían desconocidos en presencia de la gravedad normal”, afirmó uno de los coautores y patólogo Abba Zubair, de la Clínica Mayo. Consideró que podrían tener posibles aplicaciones clínicas.

Los investigadores detallaron que las posibles aplicaciones de las investigaciones con células madre en el espacio son amplias:

• Producción masiva de células madre para terapias regenerativas: El ambiente de microgravedad permite crecer células en un estado tridimensional más natural, que podría utilizarse para enfermedades como cáncer, ataques cerebrovasculares y trastornos neurodegenerativos si se demostrara eficacia y seguridad.
• Modelos de enfermedad: La capacidad de crear tejidos en condiciones de microgravedad es útil para estudiar mecanismos de enfermedades humanas y probar medicamentos.
• Terapias personalizadas: Las llamadas “células madre pluripotentes inducidas”, más conocidas por su sigla en inglés iPSC, se desarrollan con el ADN del paciente. En el futuro, podrían utilizarse para aportar tratamientos en base a las características genéticas individuales.
• Beneficios para los astronautas: El uso de las células podría formar parte de las contramedidas biológicas para mitigar los efectos de la microgravedad en el cuerpo humano durante misiones espaciales prolongadas.

”La investigación en células madre realizada en condiciones de microgravedad ha demostrado que este entorno puede ser aprovechado para avanzar en terapias celulares en el espacio y beneficiar tanto la vida humana como las empresas comerciales en la Tierra”, escribieron los autores.

En respuesta a una consulta de Infobae, el doctor Zubair contestó: “Nuestra investigación sobre células madre en el espacio tiene como objetivo beneficiar a la humanidad en general. Espero que nuestra investigación inspire a personas de todo el mundo, incluida América Latina. Al mirar la Tierra desde el espacio, la definición de humanidad se vuelve más clara y definida”.

Cuando se consideran las posibilidades y los avances que pueden surgir de esa investigación, “se hace evidente que los beneficios potenciales no son exclusivos de los países que conforman la ISS, sino que se extienden a los ciudadanos de todo el mundo”, afirmó.