News Article Type: Ciencia en la EstaciónSe puede observar al astronauta Matthias Maurer de la ESA durante el entrenamiento de pre vuelo para la investigación Primeros Auxilios Bio-impresión, que prueba un parche de tejido bio-impreso fino para mejorar el proceso de cicatrización. Crédito de imagen: ESA

La misión de servicios de reabastecimiento vigesimocuarta de SpaceX, programada para ser lanzada a finales de diciembre desde el Centro Espacial Kennedy de la NASA en Florida, lleva experimentos científicos y demostraciones de tecnología a la Estación Espacial Internacional. Los experimentos a bordo incluyen estudios sobre bio-impresión, cristalización de los anticuerpos monoclonales, cambios en la función inmune, cambios en la expresión génica de las plantas, el lavado de ropa en el espacio, el procesamiento de aleaciones, y proyectos científicos de estudiantes-ciudadanos.

Aprenda más sobre estos experimentos científicos que lleva la nave espacial Dragon al laboratorio en órbita:

Bio-impresión de vendas

La bio-impresión, una subcategoría de la impresión 3D, utiliza células viables y moléculas biológicas para imprimir estructuras de tejido. El estudio Primeros Auxilios Bio-impresión de la Agencia Aeroespacial Alemana demuestra una bio-impresora portátil que utiliza las propias células de la piel de un paciente para crear un parche de tejido para cubrir una herida y acelerar el proceso curativo.

En futuras misiones  a la Luna y Marte, la bio-impresión de tales parches podría ayudar a tratar cambios en la herida que pueden ocurrir en el espacio y complicar el tratamiento. Extraer las células de un individuo antes de una misión permitiría una respuesta más inmediata ante una herida.

“En las misiones humanas de exploración del espacio, las lesiones en la piel deben ser tratadas rápidamente y con eficacia,” dice el encargado del proyecto Michael Becker de la Agencia Aeroespacial Alemana en la DLR. «La bio-impresora portátil podría acelerar  significativamente el proceso curativo. El tratamiento personalizado e individual de la herida usando bio-impresión podría tener una gran ventaja y es un paso importante para el futuro de la medicina personalizada tanto en el espacio como en la Tierra.”

Los parches curativos personalizados también tienen ventajas potenciales en la Tierra, ya que proveen un tratamiento más flexible y seguro dondequiera que sea necesario. Los investigadores planean estudiar los parches impresos en el espacio y las muestras impresas en la Tierra en la Universidad Técnica de Dresde.

Mejorando la distribución de medicamentos contra el cáncer

Los anticuerpos monoclonales, usados para tratar una amplia gama de enfermedades humanas, no se disuelven fácilmente en líquido y por eso se administran típicamente de forma intravenosa en un contexto clínico. CASIS PCG 20 continúa trabajando en la cristalización de un anticuerpo monoclonal desarrollado por los Laboratorios de Investigación de Merck llamado pembrolizumab. Este anticuerpo es el ingrediente activo en Keytruda®, una droga que ataca varios tipos de cánceres. Los científicos analizan estos cristales para aprender más sobre la estructura y el comportamiento del ingrediente, con la meta de crear formulaciones farmacéuticas que se puedan aplicar por medio de una inyección en un consultorio médico o inclusive en casa. Una investigación anterior, PCG-5, produjo suspensiones cristalinas de alta calidad, contribuyendo a los esfuerzos en curso para formular Keytruda® por vía intravenosa.

Evaluando el riesgo de infección

Los científicos han observado que los vuelos espaciales a veces aumentan la virulencia de microbios potencialmente dañinos y reducen la función inmune humana, lo que podría aumentar el riesgo de enfermedades infecciosas. Host Pathogen evalúa los cambios inducidos por el espacio en el estado inmune mediante el cultivo de células recolectadas de miembros de la tripulación antes, durante y después del vuelo espacial con bacterias «normales» y bacterias cultivadas en condiciones de vuelo espacial simulado. Los resultados podrían ayudar a evaluar el riesgo potencial que pueden plantear los microbios infecciosos y apoyar el desarrollo de contramedidas. Una mejor comprensión de cómo el estrés puede disminuir la función inmune también podría mejorar la atención de las personas con sistemas inmunes comprometidos en la Tierra.

Raíces, brotes y hojas

MVP Plant-01 perfila y monitorea el desarrollo de los brotes y raíces de las plantas en microgravedad para ayudar a los científicos a comprender los mecanismos por los cuales las plantas perciben y se adaptan a los cambios en su entorno. Las plantas podrían servir como una parte fundamental de los sistemas de soporte vital humano en vuelos espaciales de larga duración y hábitats en la Luna y Marte. Pero las plantas cultivadas en el espacio experimentan estrés debido a una variedad de factores, y estudios recientes indican cambios en la expresión génica de las plantas en respuesta a esos factores estresantes. Una mejor comprensión de estos cambios podría permitir el diseño de plantas más adecuadas para el crecimiento en entornos espaciales. Para esta investigación, las plantas se cultivan en placas de Petri en los módulos recientemente diseñados Phytofuge de Techshot. Esta imagen muestra una placa con plántulas de Arabidopsis después de 10 días de crecimiento para la investigación MVP Plant-01.  Crédito de imagen: Grant Vellinger Techshot / Redwire

Hacia las lavanderías lunares

Los astronautas en la estación espacial usan una prenda de vestir varias veces y luego la reemplazan con ropa nueva entregada en misiones de reabastecimiento. La capacidad de carga limitada hace que esto sea un desafío, y el reabastecimiento no es una opción para misiones más largas a la Luna y Marte. La empresa Proctor y Gamble (P&G) ha desarrollado Tide Infinity, un detergente completamente degradable específicamente para usarse en el espacio, y PGTIDE estudia el desempeño de sus ingredientes quitamanchas y la estabilidad de la formulación en microgravedad.

“Desde un punto de vista científico, los principales desafíos para un lavado fuera de la Tierra incluyen los estrictos requisitos de compatibilidad con los sistemas de purificación de aire, la cantidad limitada de agua disponible para cada lavado y el requisito de que el agua utilizada se purifique y vuelva a ser agua potable”, dice Mark Sivik, investigador de P&G.

“Nuestro trabajo tendrá un doble beneficio tanto para los astronautas como para los consumidores en la Tierra”, añade. «Una vez que la tecnología se haya probado en el espacio, Tide utilizará los nuevos métodos de limpieza y el detergente para promover soluciones de lavandería sustentable y de bajo consumo aquí en la Tierra».

El Laboratorio Nacional de la ISS patrocina el experimento. La astronauta de la ESA (Agencia Espacial Europea) Samantha Cristoforetti muestra sus calcetines de rayas amarillas y blancas a bordo de la estación espacial. El experimento PGTIDE prueba un detergente completamente degradable específicamente para ser usado en el espacio. Crédito de imagen: NASA

Piezas hechas en el espacio

Turbine SCM prueba un dispositivo de fabricación comercial que procesa piezas de aleación resistentes al calor en microgravedad. Las aleaciones son materiales compuestos por al menos dos elementos químicos diferentes, uno de los cuales es un metal. Los investigadores esperan microestructuras más uniformes y propiedades mecánicas mejoradas en las piezas de superaleación procesadas en microgravedad en comparación con las procesadas en la Tierra. Estos materiales superiores podrían mejorar el rendimiento de los motores de turbina en industrias como la aeroespacial y la generación de energía en la Tierra. Turbine SCM es controlado de forma remota vía Redwire Space.

“Seguimos aprovechando la estación espacial como plataforma vital para fomentar la investigación científica, validar las capacidades para la infraestructura comercial en la órbita terrestre baja, y probar exitosamente tecnologías de exploración del espacio profundo,” dijo Justin Kugler, director general de Redwire Mission Solutions. «Nuestras cargas útiles en esta misión representan la amplitud y versatilidad de nuestra fabricación en órbita y capacidades I + D para entregar nuevos productos industriales para apoyar los vuelos espaciales humanos de larga duración y beneficiar a las personas en la Tierra». Imágenes previas al vuelo del dispositivo Turbina SCM, que probará el procesamiento de piezas de aleación resistentes al calor en microgravedad.  Crédito de imagen: Redwire Space

Estudiantes y ciudadanos trabajando como científicos del espacio

Estudiantes cursando en instituciones de educación superior pueden diseñar y construir experimentos de microgravedad como parte de Oportunidades de carga útil para estudiantes con ciencia ciudadana de la NASA (SPOCS). Como parte de su experimento, los equipos seleccionados involucran a estudiantes que van desde el jardín infantil hasta el final de la escuela secundaria como ciudadanos científicos. La ciencia ciudadana permite a individuos que no son científicos profesionales contribuir significativamente a la investigación del mundo real. El proyecto de la NASA STEM on Station está financiando los experimentos que vuelan en esta misión de reabastecimiento de SpaceX, incluyendo un estudio sobre la resistencia antibiótica en microgravedad de la Universidad de Columbia en Nueva York y otro sobre cómo la microgravedad afecta los polímeros resistentes a la bacteria de la Universidad de Idaho.

Theo Nelson, biólogo de la Universidad de Columbia en Nueva York, precisa que la radiación espacial puede causar un aumento de las tasas de mutación en bacterias, y la aparición de cepas resistentes a los antibióticos presenta una amenaza potencial a las misiones espaciales de larga duración. “Estas bacterias están presentes en nuestros cuerpos, así que es imposible eliminar esta amenaza con la contención,” afirma Nelson. “Nuestra investigación CARMEn pretende caracterizar la biología básica de una combinación particularmente patógena de bacterias y mejorar nuestra comprensión de cómo la microgravedad afecta la patogenicidad de estas cepas individualmente y combinadas.”

“La presencia y crecimiento microbiano representa un riesgo tanto  para la salud de la tripulación como para la integridad material de los componentes” dijo Niko Hansen, miembro del equipo de la Universidad de Idaho. “La utilización de polímeros que no se ensucian en las  superficies de alto contacto dentro de una nave espacial ofrece una solución potencial. Nuestros científicos ciudadanos recorrieron algunas de las químicas más reconocidas para identificar el polímero que deberíamos probar en microgravedad.” Imagen previa al vuelo del aparato para el experimento Vandal Voyagers SPOCS de la Universidad de Idaho sobre polímeros resistentes a bacterias en microgravedad.  Crédito de imagen: Equipo SPOCS de la Universidad de Idaho

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Melissa Gaskill
Oficina de Investigación del Programa de la Estación Espacial Internacional
Centro Espacial Johnson
 

Traducción al español:
Universidad Nacional de Mar del Plata
Mar del Plata, Argentina

  Master Image: Publicado: 10 de diciembre de 2021