Durante mais de um século, as pessoas sonharam com o dia em que a humanidade (como espécie) se aventuraria no espaço. Nas últimas décadas, esse sonho ficou muito mais próximo da realização, graças à ascensão da indústria espacial comercial (NewSpace), ao interesse renovado na exploração espacial e aos planos de longo prazo para estabelecer habitats na Órbita Terrestre Baixa (LEO), no superfície lunar e Marte. Com base na progressão, fica claro que a exploração espacial não será reservada aos astronautas e às agências espaciais governamentais por muito mais tempo.

Mas antes que a “Grande Migração” possa começar, há muitas questões que precisam de ser abordadas. Ou seja, como a exposição prolongada à microgravidade e à radiação espacial afetará a saúde humana? Estes incluem os aspectos bem estudados da perda de densidade muscular e óssea e como o tempo no espaço pode impactar a função dos nossos órgãos e a saúde cardiovascular e psicológica. Em um estudo recente, uma equipe internacional de cientistas considerou um aspecto frequentemente esquecido da saúde humana: nosso microbioma. Em suma, como é que o tempo no espaço afetará as nossas bactérias intestinais, que são cruciais para o nosso bem-estar?

A equipe era formada por pesquisadores biomédicos do Centro de Pesquisa de Proteção contra Radiação Ionizante e Não Ionizante (INIRPRC) do Universidade de Ciências Médicas de Shiraz (SUMS), a Universidade Internacional Libanesa, a Universidade Internacional de Beirute, o MVLS College da Universidade de Glasgow, o Centro de Matemática Aplicada e Bioinformática (CAMB) na Gulf University no Kuwait, o Instituto de Física Nuclear (NPI) da Academia Tcheca de Ciências (CAS), e o Instituto Atômico da Universidade de Tecnologia de Viena em Viena. O artigo que descreve suas descobertas apareceu recentemente em Fronteiras da Microbiologia.

Impressão artística do Sistema de Lançamento Espacial (SLS) decolando. Crédito: NASA

Um microbioma é o conjunto de todos os micróbios que vivem em nosso corpo, incluindo bactérias, fungos, vírus e seus respectivos genes. Estes micróbios são fundamentais para a forma como o nosso corpo interage com o ambiente circundante, uma vez que podem afectar a forma como respondemos à presença de corpos e substâncias estranhas. Em particular, alguns micróbios alteram os corpos estranhos de forma a torná-los mais prejudiciais, enquanto outros actuam como um tampão que mitiga os efeitos das toxinas. Como observam no seu estudo, a microbiota dos astronautas encontrará um stress elevado devido à microgravidade e à radiação espacial, incluindo os Raios Cósmicos Galácticos (GCR).

Os raios cósmicos são uma forma de radiação de alta energia que consiste principalmente em prótons e núcleos atômicos despojados de seus elétrons que foram acelerados até perto da velocidade da luz. Quando estes raios são gerados a partir de elementos mais pesados ​​que o hidrogénio ou o hélio, os seus componentes nucleares de alta energia são conhecidos como iões HZE, que são particularmente perigosos. Quando estes impactam a nossa atmosfera ou a blindagem protetora a bordo da espaçonave ou do Estação Espacial Internacional (ISS), resultam em chuvas de partículas secundárias.

Embora a magnetosfera e a atmosfera protetoras da Terra impeçam que a maioria dessas partículas chegue à superfície, os astronautas no espaço estão expostos a elas regularmente. Como observaram os autores, pesquisas anteriores mostraram como esta exposição poderia potencialmente aumentar a resiliência dos astronautas à radiação, um processo conhecido como adaptação de rádio. No entanto, também observaram que a medida em que os astronautas se adaptaram variou de um astronauta para outro, com alguns experimentando efeitos biológicos adversos antes de embarcarem numa missão no espaço profundo.

Por esta razão, recomendam a realização de mais pesquisas para determinar os riscos associados ao ambiente espacial, uma vez que este é constituído maioritariamente por protões, aos quais os astronautas estarão expostos antes de encontrarem partículas HZE. Terceiro, o Modelo Multimissão da NASA sugere que a primeira missão de um astronauta pode ser uma dose de adaptação. No entanto, a equipe observa que a pesquisa atual sugere que um segundo voo espacial não aumenta necessariamente as chances de anomalias genéticas tanto quanto o esperado. Isso pode significar que o corpo pode ter um mecanismo natural de defesa adaptativo ao rádio.

Fazer diagnósticos médicos a bordo da Estação Espacial Internacional pode ser um negócio complicado. Crédito: NASA

Em termos de recomendações, a equipa elogiou a ISS como o ambiente ideal para testar a resposta do microbioma humano à radiação espacial e à microgravidade. Também abordam a escassez de investigação nesta área e como os efeitos a longo prazo da radiação nos microbiomas e nas bactérias ambientais são mal compreendidos:

“A Estação Espacial Internacional (ISS) é um sistema único e controlado para estudar a interação entre o microbioma humano e o microbioma dos seus habitats. A ISS é um sistema fechado hermeticamente fechado, mas que abriga muitos microorganismos… Neste contexto, os cientistas da NASA não consideraram que a adaptação não se limita aos astronautas e à exposição à radiação de bactérias dentro do corpo de um astronauta ou que bactérias dentro da estação espacial poderiam induzir resistência não apenas aos altos níveis de danos no DNA causados ​​pelos HZEs, mas também a outros fatores que ameaçam a atividade bacteriana, como os antibióticos”.

O aumento da resistência aos antibióticos pode ser fatal para os astronautas, que enfrentam riscos de lesões e infecções durante missões de longa duração. Além disso, enfatizam como as viagens espaciais e a exposição prolongada à microgravidade podem enfraquecer o sistema imunitário, reduzindo a resistência natural dos astronautas aos micróbios – especialmente aqueles com elevados níveis de resistência à radiação, ao calor, aos UV e à dessecação, e que podem, portanto, sobreviver num ambiente espacial. ambiente. Como eles resumem:

“Numa competição entre os astronautas e os seus microbiomas para se adaptarem ao ambiente espacial hostil, os microrganismos podem emergir como vencedores porque podem evoluir e adaptar-se mais rapidamente do que os humanos, através da rápida aquisição de genes microbianos. Os microrganismos têm um tempo de geração muito mais curto, o que lhes permite produzir muito mais descendentes, cada um com mutações genéticas únicas que podem ajudá-los a sobreviver no ambiente espacial.”

A engenheira de vôo Anne McClain na cúpula segurando equipamentos biomédicos para MARROW. Crédito: NASA

Por esta razão, a equipa de investigação sublinha que são necessárias pesquisas adicionais para estimar a magnitude da adaptação nos microrganismos antes de as missões serem montadas. Isto pode ser crucial para identificar riscos potenciais e desenvolver estratégias de mitigação, novas terapias e intervenções. Eles também recomendam que os astronautas sejam submetidos a testes citogenéticos regulares para medir a sua resposta adaptativa e que apenas aqueles que apresentam uma resposta adaptativa elevada a baixas doses de radiação sejam seleccionados para missões onde seriam expostos a doses mais elevadas.

Eles também reconhecem que estudar os microbiomas dos astronautas no espaço apresenta vários desafios. Estes incluem a dificuldade de conduzir experimentos em ambiente de microgravidade, o que pode afetar o crescimento e o comportamento dos microrganismos, tornando um desafio a obtenção de dados precisos e confiáveis. Existe também o risco potencial de propagação de agentes patogénicos num ambiente fechado com sistemas de ar reciclado. No entanto, esta é uma investigação que precisa de ser conduzida antes que a exploração tripulada do espaço profundo possa ser realizada, uma vez que tem o potencial de identificar potenciais agentes patogénicos e desenvolver estratégias para prevenir a sua propagação durante as missões.

Leitura adicional: Fronteiras em Microbiologia

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