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Las misiones tripuladas a Marte, más cerca gracias a la hibernación del pez cebra

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Por David Walsh
El pez cebra puede protegerse de las condiciones duras entrando en un estado de hibernación inducido.
El pez cebra puede protegerse de las condiciones duras entrando en un estado de hibernación inducido.   -   Derechos de autor  AFP
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Los periodos de tiempo prolongados en el espacio son un castigo para el cuerpo humano.

Todos los astronautas que han realizado vuelos espaciales han sufrido los efectos negativos del viaje, desde la pérdida de masa corporal y de músculos hasta la redistribución de los fluidos corporales hacia la cabeza, lo que ejerce presión sobre los ojos y provoca problemas de visión.

Los niveles más altos de radiación en el espacio también pueden dañar el corazón, provocar el estrechamiento o endurecimiento de las arterias y, finalmente, enfermedades cardíacas.

Entonces, ¿cómo pueden los seres humanos sobrevivir al viaje de 480 millones de kilómetros hasta el Planeta Rojo sin que puedan morir o, como mínimo, lesionarse permanentemente?

Un equipo de científicos de la Universidad Queen's de Belfast cree tener la respuesta gracias a un favorito de la tienda de animales: el pez cebra.

Los recientes avances tecnológicos han hecho más accesibles los viajes espaciales; sin embargo, los viajes espaciales de larga duración son increíblemente perjudiciales para la salud humana.
Gary Hardiman
Profesor de la Queen's University de Belfast

Patrones de sueño similares

"La NASA tiene previsto volver a la Luna y seguir hacia Marte en los próximos años", afirma el profesor Gary Hardiman, investigador del Instituto para la Seguridad Alimentaria Global (IGFS) de Queen's y autor principal de un nuevo estudio publicado en la revista MDPI Cells.

"Los recientes avances tecnológicos han hecho más accesibles los viajes espaciales, sin embargo, los viajes espaciales de larga duración son increíblemente perjudiciales para la salud humana".

Una amplia investigación en los últimos años ha descubierto que el pez cebra comparte más del 70% de su código genético con los humanos, lo que lo convierte en un aliado clave de los científicos que buscan modelar la mejor manera de combatir una serie de enfermedades humanas.

Un estudio de 2019 publicado en la revista Nature -que los científicos tardaron 10 años en completar- también identificó patrones de sueño en los pequeños cerebros del pez cebra que eran similares a la actividad cerebral de los seres humanos dormidos.

Pero una característica del pez cebra que ha llamado la atención del equipo de investigadores de Hardiman en Queen's es su capacidad para utilizar una forma de hibernación llamada torpor.

"Nos propusimos determinar si el torpor inducido es una medida viable para contrarrestar los efectos nocivos de los vuelos espaciales", explicó Hardiman.

"Si los humanos pudieran replicar un modelo de hibernación similar al que hemos observado en el pez cebra, podrían aumentar nuestras posibilidades de convertir a los humanos en una especie espacial".

NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS via AP
En una imagen tomada por el explorador Mars Perseverance, el helicóptero Mars Ingenuity, a la derecha, sobrevuela la superficie del planeta el 30 de abril de 2021.NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS via AP

Una herramienta de supervivencia

El torpor es un estado de inactividad similar a la hibernación, en el que el metabolismo se ralentiza para proteger al animal de las duras condiciones externas, como la escasez de alimentos o las bajas temperaturas.

Los beneficios de que los humanos puedan aprovechar esta capacidad podrían cambiar las reglas del juego para los futuros viajes espaciales, según el equipo.

"Por ejemplo, [la hibernación] conduciría a una reducción de la función cerebral, lo que reduciría el estrés psicológico", dijo Hardiman.

"El cambio en su metabolismo haría que dejaran de necesitar comida, oxígeno o agua y existe la posibilidad de que proteja sus músculos del desgaste debido a los efectos causados por la radiación y la microgravedad".

En el transcurso del estudio, los investigadores expusieron al pez cebra a una radiación similar a la que experimentarían los seres humanos en un viaje de casi siete meses a Marte.

Los investigadores descubrieron que esta radiación provocaba signos de estrés oxidativo, señalización de hormonas de estrés y detención del ciclo celular en el pez cebra.

A continuación, los investigadores indujeron el torpor en un segundo grupo de peces cebra, que luego fueron expuestos a la misma dosis de radiación, y los analizaron para evaluar los efectos protectores durante este estado inducido de inactividad física y mental.

Los resultados mostraron que el torpor reducía la tasa metabólica del pez cebra y creaba un efecto radioprotector, protegiéndolo contra los efectos nocivos de la radiación, como el desgaste muscular y óseo, el envejecimiento avanzado y los problemas vasculares.

"Nuestros resultados revelan que, mientras estaba en torpor inducido, el pez cebra demostró que la reducción del metabolismo y de la concentración de oxígeno en las células favorece un menor estrés oxidativo y una mayor resistencia a la radiación", afirma Thomas Cahill, estudiante de doctorado del IGFS en la Universidad de Queen's y coautor principal de la investigación.

¿Podría ayudar a las futuras misiones?

"Estos conocimientos sobre cómo una reducción de la tasa metabólica puede ofrecer protección contra la exposición a la radiación y podrían ayudar a los humanos a lograr un tipo de hibernación similar, contrarrestando los daños a los que se enfrentan actualmente durante los vuelos espaciales".

El estudio, al menos en teoría si no en la práctica, podría ayudar a las misiones que ya están en marcha para llegar al Planeta Rojo.

La NASA anunció por primera vez los planes para la futura habitabilidad de Marte en 2015, con la primera etapa ya en marcha. Esta primera etapa "dependiente de la Tierra" está en marcha, con la misión del rover de Marte que recoge datos para entender el planeta y su potencial para albergar vida.

La agencia espacial estadounidense pretende enviar astronautas a Marte en algún momento de la década de 2030, pero no hasta que se conozcan mejor los efectos de los viajes espaciales de larga duración y se disponga de la infraestructura necesaria para las misiones al espacio profundo.

El programa SpaceX de Elon Musk, sin embargo, pretende enviar una misión tripulada al planeta vecino ya en 2024.