A microgravidade no espaço perturba a fisiologia humana e é prejudicial para a saúde do astronauta, um fato percebido pela primeira vez durante as primeiras missões Apollo, quando os astronautas experimentaram distúrbios do ouvido interno, arritmia cardíaca, pressão arterial baixa, desidratação e perda de cálcio dos ossos após suas missões.
Uma das observações mais impressionantes das missões Apollo foi que pouco mais da metade dos astronautas adoeceu com resfriados ou outras infecções dentro de uma semana após o retorno à Terra. Alguns astronautas até experimentaram a reativação de vírus latentes, como o vírus da varicela. Essas descobertas estimularam estudos sobre os efeitos da gravidade fraca, ou “microgravidade”, no sistema imunológico, que os cientistas vêm explorando há décadas com o lançamento de foguetes tripulados, viagens de ônibus espaciais e passagens por estações espaciais ou, às vezes, simulando a gravidade espacial em laboratórios terrestres.
No último estudo liderado por uma das primeiras mulheres astronautas, Millie Hughes-Fulford, Ph.D., pesquisadores da UCSF e da Universidade de Stanford mostraram que o enfraquecimento do sistema imunológico de um astronauta durante uma viagem espacial é provavelmente devido em parte a anormalidades na ativação de células imunes chamadas células T reguladoras (Tregs).
Tregs normalmente são acionados para reduzir as respostas imunológicas quando a infecção não mais ameaça e são reguladores importantes das respostas imunológicas em doenças que variam de câncer a COVID-19. Em condições de microgravidade, no entanto, os pesquisadores encontraram mudanças nas Tregs que as prepararam para trabalhar antes mesmo de o sistema imunológico ser desafiado. Quando eles estimularam uma resposta imune em células imunes humanas a partir de amostras de sangue na microgravidade, com uma substância química frequentemente usada em pesquisas para imitar um patógeno de doença, eles descobriram que Tregs ajudou a suprimir a resposta imune que foi desencadeada. Esta descoberta inesperada foi publicada online em 7 de junho na revista Nature Scientific Reports.
Hughes-Fulford se tornou a primeira mulher especialista em carga útil a orbitar a Terra com seus experimentos em 1991, e por décadas, até sua morte devido à leucemia em fevereiro, ela estudou os efeitos da microgravidade na saúde, primeiro com ênfase na osteoporose e depois com um foco no sistema imunológico. Como pesquisador do San Francisco Veterans Affairs Medical Center e membro do corpo docente da UCSF há muito afiliado ao Departamento de Medicina, Hughes-Fulford orientou aspirantes a cientistas espaciais, incluindo os co-pesquisadores principais deste último estudo de imunologia.
Jordan Spatz, Ph.D., um cientista espacial e estudante de medicina da UCSF que se tornou co-PI do estudo após a morte de Hughes-Fulford, observou que, à medida que as viagens espaciais se tornam cada vez mais comercializadas e mais comuns, as preocupações com o estado de saúde dos viajantes espaciais são probabilidade de crescer.
“No início do programa espacial, a maioria dos astronautas era jovem e extremamente saudável, mas agora eles tendem a ter muito mais treinamento e são mais velhos”, disse Spatz. “Além disso, além dos astronautas, com a comercialização dos voos espaciais, haverá muito mais indivíduos mais velhos e menos saudáveis experimentando a microgravidade. De uma perspectiva médica espacial, vemos que a microgravidade faz muitas coisas ruins ao corpo humano, e nós esperam obter a capacidade de mitigar alguns dos efeitos da microgravidade durante as viagens espaciais. ”
O novo estudo avançou a pesquisa anterior liderada por Hughes-Fulford, confirmando algumas de suas descobertas anteriores em experimentos no espaço e em microgravidade simulada, ao mesmo tempo em que contribuiu com descobertas moleculares adicionais. Hughes-Fulford havia encontrado anteriormente respostas mais fracas dos linfócitos T do sistema imunológico, alguns dos quais atacam patógenos específicos diretamente e alguns dos quais ajudam a orquestrar a resposta imunológica.
“É um golpe duplo”, disse o co-PI Brice Gaudilliere, MD, Ph.D., professor associado do Departamento de Anestesia da Escola de Medicina da Universidade de Stanford. “Há um amortecimento das respostas de ativação imune dos linfócitos T, mas também uma exacerbação das respostas imunossupressoras pelas Tregs”. Os pesquisadores também descobriram que os linfócitos “assassinos naturais” eram menos ativos sob microgravidade simulada, enquanto as células B produtoras de anticorpos pareciam não ser afetadas.
Os pesquisadores simularam a microgravidade em amostras de sangue com um recipiente de cultura de células cilíndrico especializado com rotação motorizada, uma ferramenta de pesquisa de microgravidade estabelecida há muito tempo, mas o método de análise de célula única era único. Os cientistas identificaram células imunológicas individuais por tipo específico e usaram marcadores de metal e espectroscopia de massa para detectar e quantificar simultaneamente dezenas de proteínas que desempenham um papel na função imunológica, além de confirmar padrões previamente identificados de ativação de genes alterados.
Publicado em 08/06/2021 11h27
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