El estudio de los gemelos astronautas Kelly: ¿cómo afectan los viajes espaciales a la salud?

Las ciencias médicas adoran a los gemelos: las coincidencias físicas y genéticas casi perfectas aportan condiciones ideales para comparar y contrastar las respuestas humanas a los cambios medioambientales. Cuando los gemelos son astronautas, es como encontrar oro en el campo de la investigación. Por eso, cuando el astronauta estadounidense Scott Kelly sugirió que él y su gemelo idéntico, Mark, fueran los sujetos estudiados para una investigación sobre los efectos de las estancias espaciales a largo plazo en la salud, la NASA no dejó escapar la oportunidad.

Así, nació un estudio único en su clase: Scott viajaría a la Estación Espacial Internacional, donde se quedaría durante un año, trabajaría y viviría la vida de un astronauta en los confines de la microgravedad. Mientras tanto, en la Tierra, Mark serviría como control idéntico, y trabajaría y viviría como un civil normal y corriente.

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El experimento de altos vuelos tuvo lugar entre el 27 de marzo de 2015 y el 2 de marzo de 2016. Antes, durante y después de este periodo de un año, un equipo multidisciplinario de científicos estudió a los dos continuamente desde el punto de vista molecular, fisiológico y conductual. Los hallazgos, descritos en un estudio publicado ayer en la revista Science, aportan una información que podría resultar útil en futuras misiones humanas a la luna, Marte y más allá.

¿Provocó el viaje espacial cambios duraderos en Scott Kelly? ¿Perjudicará a los humanos vivir fuera de la Tierra a largo plazo? A continuación, repasamos los descubrimientos.

¿Qué le ocurrió al cuerpo de Scott durante el año que pasó en el espacio?

Scott mantuvo un estado de salud generalmente bueno durante su estancia en la EEI. Pero, basándose en las comparaciones entre Mark y él, los científicos sí observaron pequeños cambios.

Una diferencia tiene que ver con las capas protectoras presentes en los extremos de los cromosomas, denominadas telómeros. Según la coautora Susan Bailey, investigadora sanitaria de la Universidad del Estado de Colorado, estos fragmentos de material genético son biomarcadores del envejecimiento y de posibles problemas de salud. Mientras estaba a bordo de la EEI, los telómeros de Scott se alargaron, aunque en esta fase cuesta determinar qué efectos tendría, si es que tiene alguno.

Los investigadores también descubrieron anormalidades como inversiones y traslocaciones en algunos de los cromosomas de Scott y daños en los genes, así como cambios en la expresión genética. Además de estos efectos genéticos, Scott desarrolló engrosamientos en la retina y en la arteria carótida. También cambió su microbioma, que era diferente del de su gemelo.

¿Volvió todo a la normalidad cuando regresó a la Tierra?

No del todo. Más del 90 por ciento de los genes de Scott volvieron a niveles de expresión normales, pero persistieron algunos pequeños cambios. Y aunque la mayor parte de sus telómeros alargados recuperaron su longitud normal tras su regreso, algunos se acortaron más que antes del viaje. Este acortamiento podría ser preocupante y debería estudiarse más en otros astronautas, según Bailey, «porque los telómeros cortos se han asociado con una fertilidad reducida», y también con la demencia, enfermedades cardiovasculares y algunos tipos de cáncer.

Con todo, Carol Greider, bióloga molecular galardonada con el premio Nobel que no participó en este estudio, advierte de que esto no demuestra nada necesariamente: «No conocemos la correlación ni las fluctuaciones de la longitud de los telómeros en gemelos en la Tierra, así que no hay expectativas de lo que podríamos encontrar», afirma por email.

También persistieron algunas inversiones de los cromosomas «y podrían contribuir a la inestabilidad genómica, lo que podría incrementar el riesgo de desarrollar cáncer», afirma Bailey. En los meses posteriores al regreso de Scott, los investigadores también observaron una reducción persistente de sus habilidades cognitivas.

«No empeoraba, pero tampoco mejoraba», afirma el coautor del estudio Matthias Basner, del departamento de sueño y psiquiatría de la Universidad de Pensilvania.

¿Significa eso que al permanecer un año en el espacio enfermas o te haces menos inteligente?

Para nada. El equipo de investigación insiste en que una de las carencias del estudio es su tamaño muestral diminuto.

«En este caso, la n equivale a uno», afirma Basner refiriéndose a la abreviatura que emplean los científicos para representar el número de muestras o participantes del estudio. «Si cuentas a Mark, como mucho n equivale a dos». Sin estudiar a más sujetos, es imposible asegurar a ciencia cierta si estos efectos en la salud de Scott son específicos a su fisiología particular o representan a nivel general a la mayoría de las personas en condiciones similares.

«Los cambios persistentes eran muy pequeños y deberán replicarse en otros astronautas antes de atribuírselos a los viajes espaciales, o incluso a diferencias de la variación normal», afirma Andy Feinberg, coautor del estudio de la Universidad Johns Hopkins.

¿Existen otras limitaciones en el estudio?

Aunque esta investigación arroja una luz intrigante en los posibles riesgos de los viajes espaciales prolongados, no aporta pruebas de qué les pasaría a los astronautas en una futura misión a Marte. Esto se debe en parte a que la Estación Espacial Internacional no se encuentra en el espacio exterior, sino en la órbita baja de la Tierra, donde sigue en el campo magnético de nuestro planeta y está protegida de la radiación cósmica más perjudicial.

También es muy complicado coordinar la logística de un estudio integrado como este. Los investigadores necesitaban muestras de sangre frescas para sus análisis, lo que exigía sacar sangre a Scott se en el espacio los días en los que llegaban las naves de cargamento a la EEI, de forma que la sangre se enviaba a Rusia y se transportaba rápidamente a varios laboratorios del planeta.

Otro problema, según Feinberg, era la pequeña cantidad de cada muestra, lo que limitó el alcance de la investigación.

«Se nos permitía sacar a Scott menos sangre de la que se le saca a un niño cuando está ingresado en el hospital por diversos motivos», afirmó en un comunicado de prensa. «Algunos son logísticos, otros son por su seguridad».

¿Cómo se podrán conocer los riesgos reales del viaje espacial?

Para seguir investigando los efectos somáticos de los viajes espaciales a largo plazo, la NASA ha planificado misiones de un año a la EEI, así como más estudios terrestres. Lo ideal es que estas futuras investigaciones incluyan a astronautas que trabajen más allá de la órbita terrestre, como en la luna o en otro lugar del espacio exterior. El equipo también espera ser capaz de dar a los futuros astronautas la capacidad y la tecnología para procesar su propio ADN durante una misión.

Y no estaría mal que entre esos futuros astronautas figuraran dos gemelos.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.