Crean un compuesto prometedor para frenar la pérdida ósea en el espacio

Hasta ahora las investigaciones habían demostrado que los astronautas perdían entre un 1 y un 2% de su densidad ósea cada mes que estaban flotando en el espacio. Después, un estudio publicado en "Scientific Reports", concluyó que pasar seis meses en el espacio equivale a décadas de masa ósea perdida en la Tierra, ya que la microgravedad elimina presión de las piernas al pararse y caminar.

Pese al daño para la salud, la estrategia actual para mitigar la pérdida ósea se basa únicamente en el ejercicio. Algo que podría cambiar próximamente, lo que abre la ventana a la mejora de los pacientes en la Tierra.

En concreto, un equipo de profesores de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) y del Instituto Forsyth en Cambridge, Massachusetts, ha diseñado un compuesto prometedor para prevenir la pérdida ósea en el espacio, según un estudio publicado en la revista "Microgravity", de "Nature Partner Jounal".

Se trata de la molécula NELL-1 (descubierta porKang Ting, del Instituto Forsyth), crucial para el desarrollo óseo y el mantenimiento de la densidad ósea.

Los científicos administraron este compuesto a un grupo de ratones a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS) con el fin de comprobar si se frenaba la pérdida ósea.

Y lo cierto es que esta molécula, evitó en gran medida la pérdida ósea asociada con el tiempo pasado en el espacio, según el estudio.

En un comunicado, los científicos explican que "la pérdida ósea inducida por la microgravedad ha sido durante mucho tiempo una preocupación crítica para las misiones espaciales de larga duración. La disminución de la carga mecánica debido a la microgravedad induce la pérdida ósea a un ritmo 12 veces mayor que en la Tierra".

"Los astronautas en órbita terrestre baja -prosiguen- pueden experimentar una pérdida ósea de hasta un 1% por mes, lo que pone en peligro la salud esquelética de los astronautas y aumenta el riesgo de fracturas durante los vuelos espaciales de larga duración y más adelante en la vida".

La estrategia actual de mitigación de la pérdida ósea se basa en cargas mecánicas inducidas por el ejercicio para promover la formación de hueso, pero está lejos de ser perfecta para los miembros de la tripulación que pasan hasta seis meses en microgravedad.

Y es que el ejercicio no siempre previene la pérdida ósea y puede estar contraindicado para ciertos tipos de lesiones.

El estudio ha sido dirigido por Chia Soo, vicepresidenta de investigación de la División de Cirugía Plástica y Reconstructiva, profesora de los Departamentos de Cirugía y Cirugía Ortopédica de la Facultad de Medicina David Geffen de UCLA.

Para llevarlo a cabo, los científicos tuvieron que sortear varias barreras, como que la administración de forma sistémica de NELL-1 a bordo de la ISS requiere que el equipo minimice el número de inyecciones.

Para ello, Ben Wu y Yulong Zhang, del Instituto Forsyth, mejoraron el potencial terapéutico de NELL-1 al extender la vida media de la molécula de 5,5 horas a 15,5 horas sin perder bioactividad, y bioconjugaron un bifosfonato (BP) inerte para crear una molécula " inteligente” BP-NELL-PEG que se dirige más específicamente a los tejidos óseos sin los efectos nocivos comunes de BP.

A continuación, los científicos evaluaron exhaustivamente la molécula modificada para determinar la eficacia y seguridad de BP-NELL-PEG en la Tierra. Y descubrieron que este compuesto "inteligente" mostraba una especificidad superior para el tejido óseo sin causar efectos adversos observables en la Tierra.

Para determinar su uso en condiciones espaciales reales, los investigadores trabajaron con el Centro para el Avance de la Ciencia en el Espacio (CASIS) y con el Centro de Investigación AMES de la NASApara prepararse para el SpaceX CRS-11. misión a la ISS, donde los astronautas Peggy Whitson y Jack D. Fisher llevaron a cabo los estudios.

La mitad de los ratones de la ISS fueron expuestos a microgravedad (“TERM Flight”) durante un largo período de nueve semanas para simular los desafíos de los viajes espaciales de larga duración, mientras que los ratones restantes fueron llevados de regreso a la Tierra 4,5 semanas después del lanzamiento, por el primer regreso de animales vivos ("LAR Flight") de ratones en la historia de Estados Unidos. Tanto el grupo TERM como el LAR fueron tratados con control de BP-NELL-PEG o solución salina tamponada con fosfato (PBS).

Pues bien, tanto los ratones TERM como los LAR tratados con BP-NELL-PEG mostraron un aumento significativo en la formación de hueso.

Los ratones tratados en el espacio y en la Tierra no mostraron efectos adversos aparentes para la salud.

"Nuestros hallazgos son tremendamente prometedores para el futuro de la exploración espacial, particularmente para misiones que implican estancias prolongadas en microgravedad", asegura en el comunicado la autora principal del estudio.

"Si los estudios en humanos lo confirman, BP-NELL-PEG podría ser una herramienta prometedora para combatir la pérdida ósea y el deterioro musculoesquelético, especialmente cuando el entrenamiento de resistencia convencional no es factible debido a lesiones u otros factores incapacitantes", dice el co-investigador principal, Kang Ting.

"Esta estrategia de bioingeniería también puede tener importantes beneficios en la Tierra, ofreciendo una terapia potencial para pacientes que sufren de osteoporosis extrema y otras afecciones relacionadas con los huesos", añade el co-investigador principal, Ben Wu.

“Como siguiente paso, el científico del proyecto de UCLA, Pin Ha,está supervisando el análisis de los datos de retorno de animales vivos. Esperamos que esto proporcione alguna idea sobre cómo ayudar a los futuros astronautas a recuperarse de misiones espaciales de mayor duración”, destaca Chia Soo.