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Estudio de gemelos de la NASA replicado en el Everest

Estudio de gemelos de la NASA replicado en el Everest

Los gemelos Mark (izquierda) y Scott Kelly. Los científicos llevaron a cabo un experimento similar con gemelos en el monte Everest para determinar si los cambios en la expresión genética de Scott se debían al espacio o al estrés. Peter Kramer / NBC / NBC NewsWire a través de Getty Images

Quizás recuerdes el estudio gemelo de la NASA en el que 10 equipos de investigación diferentes estudiaron al astronauta Scott Kelly, que pasó un año a bordo de la Estación Espacial Internacional en 2015 y 2016, y al astronauta Mark Kelly, que se quedó atrás. En la tierra.

Parte de esa investigación implicó estudiar y comparar el ADN de los gemelos y, al igual que los detalles de este artículo de Atlantic, causó revuelo cuando muchos medios de comunicación malinterpretaron los resultados e informaron erróneamente que el ADN de Scott Kelly había sido alterado significativamente por su tiempo en el espacio. De hecho, como explica este comunicado de prensa de la NASA, el ADN de Scott Kelly no ha cambiado fundamentalmente. Pero los investigadores observaron cambios en la expresión genética: cómo reaccionan los genes al medio ambiente.

La mayor parte de la expresión genética de Scott volvió a la normalidad después de su regreso a la Tierra, pero el 7% de la expresión del gen no se recuperó. Como señala la publicación de la NASA, esta diferencia del 7% indica posibles cambios a largo plazo en los genes relacionados con el sistema inmunológico de Kelly, la reparación del ADN y las redes de formación ósea. Los cambios también pueden afectar la forma en que los genes de Kelly responden a la hipoxia o la privación de oxígeno y la hipercapnia, la condición de tener demasiado dióxido de carbono en la sangre. (Este último es un problema potencial en la EEI, donde, como señala este estudio de 2012, los niveles de CO2 ambiental exceden las condiciones atmosféricas normales en la Tierra, y las tripulaciones informan regularmente síntomas como dolores de cabeza y letargo).

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¿Espacio o estrés?

Pero, ¿fueron los cambios en la expresión genética de Scott Kelly provocados por estar en el espacio o simplemente el resultado de un entorno extremadamente estresante? Una forma de responder a esta pregunta sería estudiar a los escaladores en altitudes elevadas, donde el mal ambiente y las bajas temperaturas contribuirían al estrés, y compararlos con gemelos que permanecieron en altitudes más bajas.

Christopher Mason, profesor asociado de Weill Cornell Medicine en Nueva York que dirigió el estudio de expresión genética de la NASA, planeó un experimento similar en el que participaron dos escaladores, Willie Benegas y Matt Moniz, quienes planearon escalar la cima del Monte Everest en mayo. Según un informe de la revista Science, los dos escaladores tienen gemelos en altitudes más bajas, un gemelo idéntico para Benegas y un gemelo para Moniz, para comparar. (Los gemelos idénticos comparten el 100% de los mismos genes, mientras que los gemelos fraternos comparten el 50%, según el Registro de gemelos de la Universidad Estatal de Michigan).

Esto si todo va según lo planeado. El sitio web de la revista Outside informó el 11 de mayo que un problema regulatorio en Nepal podría interferir con el aumento. Sin embargo, Benegas dijo en un correo electrónico el 14 de mayo que la escalada aún está en marcha, y que ambos escaladores apuntan al 20 de mayo como el día para llegar a la cumbre.

Pero ya existe evidencia científica de que aventurarse a grandes altitudes en la Tierra puede alterar la expresión del gen. Zac Cheviron, profesor asistente de la Universidad de Montana, ha estado involucrado en una investigación sobre los efectos de la altitud en la rata venado. Esta diminuta criatura es única porque tiene el rango de elevación más alto de todos los mamíferos de América del Norte, desde debajo del nivel del mar en el Valle de la Muerte hasta las laderas de las montañas más allá de los 4.300 metros.

Cheviron, que no participa en el estudio del Everest, dice que los ratones ciervos de las tierras bajas, cuando se les somete a simulación a gran altitud, experimentan cambios en la expresión de genes que afectan su estructura muscular. Los cambios en la expresión harán que las fibras musculares oxidativas que se contraen más lentamente crezcan y más vasos sanguíneos. Estos cambios son una respuesta de aclimatación que permite a las ratas hacer frente al entorno montañoso, donde el aire más fino dificulta que el tejido muscular suministre oxígeno.

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Cambios en la evolución del mimo, hasta cierto punto

La expresión génica es una extensión de la fisiología, aumentando y disminuyendo genes, ya que mejora la supervivencia en estas condiciones, explica Cheviron. “Para algunos rasgos, la plasticidad guiada por la expresión del gen parece imitar la adaptación guiada por la evolución”, dice.

Pero eso solo es cierto hasta cierto punto, dice Cheviron. Los ratones ciervo nacidos en las montañas, descendientes de generaciones anteriores de ratones que evolucionaron a grandes altitudes, tienen una mutación que les permite expresar estos mismos genes que afectan las fibras musculares y los vasos sanguíneos en niveles mucho más altos que los ratones.

“Si toma un Lowlander y lo expone a grandes altitudes, obtendrá la expresión genética para desarrollar más vasos sanguíneos”, dice Cheviron. “Pero no tendrán tantos escaladores”.

No todas las adaptaciones de la expresión genética que hacen las llanuras a grandes altitudes son necesariamente buenas. Como explica este artículo de Science 2014, muchos tibetanos que viven en altitudes elevadas han heredado genes que permiten que sus cuerpos utilicen el oxígeno de manera más eficiente, sin tener una gran cantidad de glóbulos rojos cargados de hemoglobina. Cuando una de las llanuras se aventura a los mismos lugares altos, su cuerpo intenta sobrevivir produciendo más glóbulos rojos, un cambio que espesa la sangre y lo hace más vulnerable a los coágulos de sangre y los derrames cerebrales.

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