Un estudio reciente dirigido por la Universidad Johns Hopkins, con el apoyo del Centro Espacial Johnson de la NASA, ha revelado que los tejidos cardíacos humanos se debilitan significativamente en condiciones de microgravedad. La investigación, encabezada por Deok-Ho Kim del Departamento de Ingeniería Biomédica, involucró el envío de 48 muestras de tejido cardíaco bioingenierizado a la Estación Espacial Internacional (ISS) durante 30 días. Los hallazgos fueron publicados el 23 de septiembre de 2024 en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.
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El proyecto, que contó con la participación de investigadores de UC Boulder, el Instituto de Medicina Regenerativa y Células Madre, y el Centro de Biología Cardiovascular de la Universidad de Washington, empleó una plataforma automatizada de "corazón en un chip". Esta plataforma utilizó células madre pluripotentes inducidas (iPSCs) para producir cardiomiocitos.
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Las muestras de tejido cardíaco fueron enviadas al espacio en la misión SpaceX CRS-20 en marzo de 2020. Al mismo tiempo, otro conjunto de biochips se mantuvo en la Tierra para funcionar como grupo de control. La astronauta Jessica Meir supervisó el experimento desde la ISS, cambiando nutrientes semanalmente y preservando las muestras para análisis posteriores. Se enviaron datos en tiempo real cada 30 minutos sobre las contracciones y patrones de latido irregulares.
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Los resultados mostraron que los tejidos cardíacos en microgravedad experimentaron una pérdida de fuerza y desarrollaron arritmias, síntomas normalmente asociados con condiciones cardíacas relacionadas con el envejecimiento. La comparación de ritmos cardíacos reveló que, mientras que en la Tierra un corazón saludable tiene un tiempo entre latidos de aproximadamente un segundo, las muestras en microgravedad tardaron casi cinco veces más en latir.
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Además, los sarcómeros, esenciales para la contracción muscular, eran más cortos y desordenados en las muestras de microgravedad. Las mitocondrias, responsables de generar la energía celular, crecieron más grandes y redondeadas, perdiendo sus pliegues característicos, lo cual afectó su eficiencia. También se observó un aumento en la producción de genes relacionados con la inflamación y un desequilibrio de radicales libres y antioxidantes, indicando un estrés oxidativo significativo.
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Estos hallazgos sugieren la necesidad de desarrollar medidas para proteger la salud cardiovascular de los astronautas en misiones espaciales futuras. De hecho, el equipo planea enviar una segunda tanda de muestras para probar medicamentos que puedan mitigar los efectos negativos de la microgravedad en el tejido cardíaco y mejorar la función cardíaca en el envejecimiento.
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En futuras investigaciones, el equipo colaborará con el Laboratorio de Radiación Espacial de la NASA para estudiar los efectos de la radiación espacial en los músculos cardíacos. Este estudio evaluará los riesgos que los rayos solares y cósmicos representan para la salud cardiovascular, especialmente en misiones más allá de la órbita terrestre baja (LEO).