En la Estación Espacial Internacional (EEI), un laboratorio único que orbita a 400 kilómetros sobre nuestras cabezas, está a punto de comenzar una nueva era de investigación científica con la llegada de la misión NASA SpaceX Crew-11. La tripulación, compuesta por astronautas y científicos experimentados, llevará a cabo una serie de experimentos revolucionarios que podrían transformar la medicina, la nutrición y nuestra comprensión de la vida más allá de la Tierra. El enfoque de su misión, que durará varios meses, incluye estudios que van desde la producción masiva de células madre hasta el desarrollo de alternativas a los antibióticos y el cultivo de plantas en gravedad cero. Estos esfuerzos no solo son cruciales para futuras misiones de larga duración a la Luna y Marte, sino que también prometen beneficios significativos para la humanidad en nuestro planeta.

La tripulación está formada por los astronautas de la NASA Zena Cardman, que asumirá el papel de comandante de la misión, y Mike Fincke, un experimentado piloto y veterano de los vuelos espaciales, así como por el astronauta de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), Kimiya Yui. Para Cardman, una geobióloga con experiencia en expediciones antárticas, este es su primer vuelo espacial, mientras que Fincke tiene casi 400 días pasados en órbita durante tres misiones anteriores. Yui, ex piloto y coronel de la Fuerza de Autodefensa Aérea de Japón, también regresa a la estación después de su primera estancia en 2015. Su combinación de experiencia científica y de vuelo los convierte en un equipo ideal para llevar a cabo las complejas tareas científicas que les esperan.

Revolución en la medicina regenerativa: Cultivo de células madre en el espacio

Uno de los experimentos más ambiciosos de la misión Crew-11 es StemCellEx-IP1, destinado a utilizar la microgravedad para la producción masiva de células madre pluripotentes inducidas (iPSC). Estas células, creadas mediante la reprogramación de células de la piel o la sangre, tienen la increíble capacidad de transformarse en cualquier tipo de célula del cuerpo. Esto las convierte en una piedra angular de la medicina regenerativa con el potencial de tratar enfermedades como el Parkinson, la diabetes, las enfermedades cardíacas y las lesiones de la médula espinal. Sin embargo, en la Tierra, su producción es limitada. Debido a la gravedad, las células se cultivan en capas 2D, lo que dificulta la obtención de las grandes cantidades necesarias para la aplicación clínica.

En la ingravidez de la estación espacial, las células pueden expandirse libremente en tres dimensiones, formando agregados esféricos. Los investigadores esperan que este cultivo en 3D permita la producción de hasta 1000 veces más células de lo que es posible en la Tierra. Además de la cantidad, también se espera una mejora en la calidad de las células, lo que las haría más adecuadas para el uso terapéutico. El éxito de este experimento podría abrir las puertas a la medicina personalizada, donde las propias células de un paciente podrían usarse para crear tejidos y órganos de reemplazo, minimizando el riesgo de rechazo. Esto representa un increíble potencial para mejorar vidas y encontrar curas para enfermedades que hoy se consideran incurables.

Lucha contra las superbacterias: Fagos como alternativa a los antibióticos

Los vuelos espaciales de larga duración conllevan numerosos riesgos para la salud, y uno de los más graves es la amenaza de infecciones bacterianas. Estudios anteriores han demostrado que algunas bacterias se vuelven más virulentas y crecen más rápido en microgravedad, mientras que al mismo tiempo disminuye la eficacia de los antibióticos. Este problema, junto con la amenaza global de la creciente resistencia a los antibióticos en la Tierra, ha impulsado a los científicos a buscar soluciones alternativas.

Aquí es donde entra en escena la investigación Genes in Space-12, un proyecto diseñado por los estudiantes de secundaria, Isabelle Chuang y Julia Gross. Su experimento estudiará la interacción entre bacterias específicas y bacteriófagos, virus que infectan y destruyen naturalmente a las bacterias. Los fagos, como se les llama comúnmente, se consideran una alternativa prometedora a los antibióticos. El objetivo de esta investigación es determinar cómo la microgravedad afecta la capacidad de los fagos para eliminar bacterias. Si se demuestra que los fagos son eficaces también en el espacio, podría reducirse drásticamente la dependencia de los antibióticos durante futuras misiones a la Luna y Marte. Además, los fagos producidos en el espacio podrían tener propiedades únicas que podrían aprovecharse para desarrollar nuevas terapias para combatir las superbacterias aquí en la Tierra, revolucionando la forma en que manejamos las infecciones bacterianas.

Nutrición sostenible para futuros exploradores espaciales

La nutrición es un factor clave para la salud de los astronautas, pero proporcionar alimentos frescos y nutritivos en misiones de varios años, como un viaje a Marte, representa un enorme desafío logístico. Las vitaminas y otros nutrientes en los alimentos preenvasados pierden su potencia con el tiempo, lo que puede provocar graves problemas de salud, como el escorbuto causado por la deficiencia de vitamina C. El experimento BioNutrients-3 se basa en investigaciones previas con el objetivo de desarrollar un sistema para producir nutrientes "bajo demanda".

La idea es utilizar microorganismos genéticamente modificados, como levaduras y bacterias, que pueden permanecer inactivos durante años y luego activarse según sea necesario para producir nutrientes frescos. La tripulación de Crew-11 probará la producción de yogur y una bebida a base de levadura. Se pone especial énfasis en la seguridad alimentaria. El sistema incluye la capacidad de pasteurización para destruir microorganismos no deseados, así como un sensor llamado E-Nose (nariz electrónica) que puede "oler" posibles patógenos. También hay indicadores de pH que, mediante un cambio de color, muestran visualmente el progreso de la fermentación. Una parte especialmente interesante de la investigación es la prueba del "pasaje de yogur", un método en el que se utiliza una pequeña porción del yogur terminado para iniciar un nuevo cultivo, de forma similar al mantenimiento de un fermento de masa madre. Este enfoque sostenible podría eliminar las preocupaciones sobre la vida útil y reducir significativamente la masa de la carga que debe lanzarse desde la Tierra.

Fundamentos de la vida en gravedad cero: El misterio de la división celular de las plantas

La capacidad de cultivar los propios alimentos es crucial para la autosuficiencia de las futuras colonias espaciales en la Luna o Marte. Aunque los astronautas de la EEI ya han cultivado con éxito varios tipos de lechuga y verduras, los procesos fundamentales que rigen el crecimiento de las plantas en el espacio aún no se comprenden del todo. Una investigación realizada por JAXA, llamada Plant Cell Division, profundizará en los conceptos básicos de la biología vegetal.

Este experimento estudiará cómo la microgravedad afecta la división celular, el proceso fundamental de crecimiento de todo organismo. Los científicos observarán algas verdes y células de tabaco cultivadas, que se dividen extremadamente rápido, lo que las convierte en modelos ideales para la observación. Utilizando un microscopio confocal avanzado en la estación, la tripulación monitoreará en tiempo real la división celular y la formación de estructuras microtubulares que son cruciales para ese proceso. Comprender cómo las plantas se adaptan a la falta de señal gravitacional, que en la Tierra dirige el crecimiento de las raíces hacia abajo y de los tallos hacia arriba, es esencial para desarrollar métodos eficaces de agricultura espacial. Los conocimientos de esta investigación también podrían ayudar a optimizar la producción agrícola en la Tierra.

La EEI como trampolín para el futuro

La Estación Espacial Internacional, que ha albergado tripulaciones humanas de forma ininterrumpida durante casi 25 años, es más que un laboratorio científico; es una plataforma clave para preparar a la humanidad para el próximo gran paso en la exploración espacial. Cada uno de los experimentos que llevará a cabo la tripulación de Crew-11 es parte de un rompecabezas más grande que hace que el programa Artemis de la NASA y las futuras misiones a Marte sean alcanzables. Las soluciones a problemas médicos, la producción sostenible de alimentos y la comprensión de los procesos biológicos básicos en el espacio son la base sobre la que se construirá una presencia humana a largo plazo más allá de la Tierra.

Al mismo tiempo, la EEI fomenta el desarrollo de oportunidades comerciales en la órbita terrestre baja. La colaboración con empresas privadas como SpaceX no solo garantiza el transporte de tripulaciones y carga, sino que también abre la puerta a una nueva economía en el espacio. Las investigaciones que se realizan en la estación, desde la farmacéutica hasta los materiales, tienen un enorme potencial comercial. De esta manera, la EEI sirve como un puente entre los logros de hoy y un futuro en el que el espacio será más accesible, y el alcance humano se extenderá más profundamente en el Sistema Solar.

Fuente: NASA