Expressão Genética Modificada: Revelando a Vulnerabilidade a Infecções em Viagens Espaciais
No reino além da Terra, a ausência de gravidade representa um risco significativo para o bem-estar dos astronautas, principalmente durante missões prolongadas. Obter informações sobre a resposta do corpo humano ao ambiente espacial é essencial para a exploração espacial de longo prazo e o desenvolvimento de contramedidas para proteger a saúde dos astronautas.
No entanto investigações científicas anteriores forneceram evidências do impacto da microgravidade em vários aspectos do corpo humano, incluindo alterações na estrutura cerebral e diminuição da densidade óssea.
Entretanto um estudo recente esclareceu como as viagens espaciais podem induzir mudanças na expressão gênica nos glóbulos brancos (leucócitos), responsáveis pelo combate às infecções. Essas modificações têm o potencial de enfraquecer o sistema imunológico dos astronautas, tornando-os mais suscetíveis a infecções.
Infecções no espaço
A ocorrência de infecções no espaço já foi documentada em estudos anteriores, destacando a maior vulnerabilidade dos astronautas a tais doenças.
Os astronautas que residem a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) frequentemente relatam erupções cutâneas, doenças respiratórias e outros distúrbios não respiratórios. Além disso, foi observado que os astronautas eliminam um número maior de partículas virais vivas, incluindo os vírus Epstein-Barr, varicela-zoster e herpes-simplex-1, enquanto estão em um ambiente de microgravidade.
Essas infecções sugerem um sistema imunológico comprometido como resultado de viagens espaciais. No entanto, os fatores específicos que contribuem para essa deficiência imunológica no espaço ainda estão sob investigação. Pesquisadores da Universidade de Ottawa destacaram que mudanças na expressão gênica podem ser uma das causas potenciais para tais infecções relacionadas ao espaço.
De acordo com Odette Laneuville, professora associada do Departamento de Biologia da Universidade de Ottawa e principal autora do estudo, eles demonstraram que a expressão de numerosos genes associados a funções imunológicas diminui rapidamente quando os astronautas entram no espaço, enquanto a tendência oposta é observada após seu retorno à Terra após seis meses a bordo da ISS.
Análise do gene do astronauta
No entanto, o que causa essas mudanças na expressão gênica? Embora parece que a microgravidade é o fator de influência. Na ausência de gravidade normal, os leucócitos experimentam uma mudança nos fluidos, com o plasma sanguíneo movendo-se da parte inferior para a parte superior do corpo. Essa mudança de fluido pode resultar em uma diminuição no volume do plasma em cerca de 10% a 15% nos primeiros dias no espaço.
No entanto, com base nessa observação, a equipe de pesquisa levantou a hipótese de que essa mudança de fluido pode ser responsável pelas alterações na expressão gênica.
Para investigar isso, os pesquisadores realizaram um estudo analisando a expressão gênica dos leucócitos (glóbulos brancos) em 14 astronautas, incluindo três mulheres e onze homens. Esses astronautas serviram na estação espacial por períodos que variaram de 4,5 a 6,5 meses entre 2015 e 2019.
Portanto ao longo do período do estudo, os pesquisadores coletaram quatro mililitros de sangue de cada astronauta em dez momentos diferentes: antes do voo, quatro vezes durante o voo e cinco vezes após o pouso. Os leucócitos foram isolados de cada amostra de sangue para examinar quaisquer alterações na expressão gênica.
Na verdade, as descobertas revelaram que até 15.410 genes exibiram padrões de expressão distintos em leucócitos. Entre esses genes, dois clusters – compostos por 247 e 29 genes, respectivamente – apresentaram mudanças significativas em seus níveis de expressão que ocorreram de maneira sincronizada ao longo do período de estudo.
Estação Espacial Internacional
No cluster de 247 genes, os níveis de expressão diminuíram após a chegada do astronauta à Estação Espacial Internacional (ISS) e aumentaram novamente após seu retorno à Terra. Por outro lado, o cluster de 29 genes demonstrou o padrão oposto de expressão, com níveis aumentando no espaço e diminuindo após o pouso.
Os resultados do estudo também trazem algumas conclusões positivas. A análise das amostras revelou que a maioria dos genes em ambos os grupos de genes retornou aos seus níveis pré-voo dentro de um ano após o retorno dos astronautas à Terra. Em certos casos, a expressão gênica até normalizou em algumas semanas.
No entanto, os pesquisadores alertam que os astronautas ainda podem enfrentar uma suscetibilidade elevada a infecções por pelo menos um mês após seu retorno à Terra.
Essas descobertas servirão como informações valiosas para o desenvolvimento de estratégias e contramedidas eficazes para lidar com esse problema de saúde dos futuros astronautas.
Os resultados do estudo foram publicados na revista Frontiers in Immunology.
Leia o artigo origianal em Interesting Engineering.
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