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Los científicos explican porqué el viaje espacial debilita el sistema inmune humano

La microgravedad en espacio perturba la fisiología humana y es perjudicial para la salud del astronauta, un hecho primero observado durante las misiones tempranas de Apolo cuando los astronautas experimentaron perturbaciones del oido interno, arritmia del corazón, tensión arterial baja, la deshidratación, y la baja del calcio de sus huesos después de sus misiones.

Una de las observaciones más llamativas de las misiones de Apolo estaba ésa apenas sobre la mitad de astronautas llegó a estar enferma con fríos u otras infecciones dentro de una semana de la vuelta a la tierra. Algunos astronautas incluso han experimentado la reactivación de virus inactivos, tales como el virus de la varicela.

Estas conclusión estimularon estudios en los efectos de la gravedad débil, o “microgravedad,” en el sistema inmune, que los científicos han estado explorando por décadas de lanzamientos de los cohetes, de viaje de la lanzadera y de restricciones guarnecidos de la estación espacial, o a veces simulando gravedad del espacio en laboratorios terrestres.

En el estudio pasado llevado por uno de los primeros astronautas de las mujeres, Millie Hughes-Fulford, el doctorado, los investigadores en UCSF y la Universidad de Stanford ahora han mostrado que el debilitamiento del sistema inmune de un astronauta durante viaje espacial es probablemente debido en parte a la activación anormal de las células inmunes llamadas las células del regulador de T (Tregs).

Tregs se acciona para ramp abajo de inmunorespuestas cuando la infección amenaza no más y es normalmente reguladores importantes de inmunorespuestas en las enfermedades que colocan de cáncer a COVID-19. En condiciones de la microgravedad, sin embargo, los investigadores encontraron cambios en Tregs que los preparó para ir a trabajar incluso antes de que el sistema inmune fue desafiado. Cuando estimularon una inmunorespuesta en células inmunes humanas de muestras de sangre en microgravedad, con una substancia química de uso frecuente en la investigación para imitar un patógeno de la enfermedad, encontraron que Tregs ayudó a suprimir la inmunorespuesta que fue accionada. Este descubrimiento inesperado se publica el 7 de junio en línea en los partes científicos de la naturaleza del gorrón.

Hughes-Fulford hizo el primer especialista de sexo femenino de la carga útil para estar en órbita la tierra con sus experimentos en 1991, y por décadas, hasta su muerte debido a la leucemia en febrero, ella estudió los efectos de la microgravedad sobre salud, primero con énfasis en osteoporosis y más adelante con un foco sobre el sistema inmune. Como un investigador en el centro médico de los asuntos de los veteranos de San Francisco y miembro del profesorado de UCSF afiliado de largo con el departamento del remedio, Hughes-Fulford mentored a científicos de espacio de aspiración, incluyendo los investigadores co-principales de este último estudio de la inmunología.

Jordania Spatz, doctorado, científico de espacio y estudiante de medicina de UCSF que hizo co-PI del estudio después de la muerte de Hughes-Fulford's, conocido que como el viaje espacial llega a ser comercializado cada vez más y más común, trata sobre el estado de salud de las hojas de ruta (traveler) del espacio son probable crecer.

Temprano en el programa espacial, la mayoría de los astronautas eran jovenes y extremadamente sanos, pero tienden a tener mucho más entrenamiento y son más viejos ahora. Además, aparte de astronautas, con la comercialización del vuelo espacial habrá muchos más individuos más viejos y menos sanos que experimentan microgravedad. De una perspectiva médica del espacio, vemos que la microgravedad hace muchas cosas malas al cuerpo humano, y estamos esperando ganar la capacidad de atenuar algunos de los efectos de la microgravedad durante viaje espacial.”

Jordania Spatz, doctorado, científico de espacio y estudiante de medicina, Universidad de California - San Francisco

El nuevo estudio avance la investigación anterior llevada por Hughes-Fulford, confirmando algunas de sus conclusión anteriores de experimentos en espacio y en microgravedad simulada, mientras que contribuía descubrimientos moleculares adicionales. Hughes-Fulford había encontrado anterior reacciones más débiles de linfocitos de T del sistema inmune, algunos de los cuales atacan patógeno específicos directamente y algunos de los cuales ayuda orquestran la inmunorespuesta.

“Es un whammy doble,” dijo co-PI Brice Gaudilliere, Doctor en Medicina, doctorado, profesor adjunto en el departamento de la anestesia en la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford. “Hay un humedecimiento de las reacciones inmunes de la activación del linfocito de T, pero también una exacerbación de reacciones inmunosupresivas por Tregs.” Los investigadores también encontraron que los linfocitos del “asesino natural” eran microgravedad simulada inferior menos activa, mientras que anticuerpo-producir las células de B aparecía ser inafectado.

Los investigadores simularon microgravedad en muestras de sangre con haber especializado, cilíndrico, buque con la rotación impulsada por motor, una herramienta establecida desde hace mucho tiempo de la célula-cultura de la investigación de la microgravedad, pero el método de análisis unicelular era único. Los científicos determinaron las células inmunes individuales por el tipo específico y utilizaron etiquetas del metal y la espectroscopia en masa para descubrir y para cuantificar simultáneamente docenas de proteínas que desempeñan un papel en la función inmune, además de confirmar previamente determinó configuraciones de la activación alterada del gen.

Source:
Journal reference:

Spatz, J.M., et al. (2021) Human immune system adaptations to simulated microgravity revealed by single-cell mass cytometry. Scientific Reports. doi.org/10.1038/s41598-021-90458-2.