Hace varios años, Clay Wang llevó a sus hijos al Centro Espacial de California para mostrarles el transbordador espacial. Pero mirando al Endeavour y pensando en la exploración humana del espacio exterior, el farmacólogo también se preguntó: ¿qué pasaría si el equipo se quedara sin medicamentos a medio camino de Marte? Muchas cosas pueden salir mal durante una misión de tres años a Marte. Y puede llevar consigo solo una cantidad limitada de medicamentos.
“En el caso de la comida, se puede predecir con precisión cuánto necesitarán comer los astronautas”, dice Wang. "No se puede hacer eso con medicamentos".
¿Qué hacer si se necesita un medicamento que no se colocó? El problema se ve agravado por el hecho de que en el entorno espacial muchas drogas pierden su poder y se descomponen más rápido que en la Tierra.
Por estas razones, Wang cree que los futuros exploradores de Marte deberían cultivar sus propias medicinas. En su laboratorio de la Universidad del Sur de California, se está preparando para realizar un experimento que lo haga posible.
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Si todo va según lo planeado, algunos afortunados especímenes de hongos llamados Aspergillus nidulans viajarán en un cohete SpaceX a la Estación Espacial Internacional.
Este tipo particular de hongo es esencial para la investigación biomédica. Los científicos han estudiado el genoma de A. nidulans a lo largo y ancho, pero quedan partes desconocidas. Se desconocen las funciones de muchos genes y el equipo de Wang espera que el estrés cósmico ayude a los genes a activar y producir nuevos componentes. Si pensamos en A. nidulans como una fábrica, “muchas de las máquinas de esta fábrica se han apagado, por lo que no sabemos qué están haciendo”, explica Wang. "En el espacio, pueden encenderse".
En la mayoría de los casos, A. nidulans produce sólo unas pocas clases de compuestos, pero Wang dice que su laboratorio descubrió que "producen diferentes productos naturales según las condiciones en las que crecen". El equipo espera que las condiciones únicas y estresantes del espacio puedan hacer crecer la creatividad y producir ingredientes que puedan incorporarse a los medicamentos. Esto ayudaría tanto a los terrícolas como a los astronautas en el espacio.
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El equipo de Wang también quiere convertir A. nidulans u otros hongos en fábricas capaces de producir una amplia variedad de medicamentos en el espacio. Pero primero, necesitan ver cómo la alta radiación y las condiciones de baja gravedad afectarán a las plantas. ¿Qué compuestos producirán, en qué cantidades? ¿Qué genes se activan, cómo se suprimen?
Para averiguarlo, se enviarán muestras de hongos a una estación espacial durante varios días y luego se congelarán hasta que regresen a la Tierra. Una vez que regresen los hongos espaciales, los científicos compararán sus metabolitos, proteínas y patrones de expresión genética con los de la Tierra.
Luego, los investigadores podrían usar esta información para criar cepas del hongo A. nidulans, resistentes al espacio, u otras especies, si pueden encontrar mejores para el trabajo.
Por ejemplo, A. nidulans es capaz de producir compuestos que combaten la baja densidad ósea, un problema que afecta a los astronautas que pasan mucho tiempo fuera de la gravedad. Por lo general, el hongo produce este compuesto en pequeñas cantidades, pero mediante la reproducción selectiva de cepas que producen grandes cantidades de este compuesto, los científicos podrían producir versiones más productivas.
Wang cree que los futuros exploradores de Marte podrían tomar algunas esporas de cada cepa y cultivarlas según sea necesario, produciendo medicamentos en solo 2-4 días. A diferencia de las plantas, los hongos no necesitan suelo ni condiciones especiales de iluminación. Todo lo que se necesita es desperdicio de comida y algo de agua.
De cara al futuro, la ingeniería genética podría ayudar a los hongos a producir todo tipo de medicamentos antibacterianos, antifúngicos e incluso contra el cáncer en su camino a Marte y de regreso. Con su ayuda, sería posible hacer cualquier medicamento derivado de los hongos.
“El gran avance de la biología sintética es la capacidad de reprogramar estos organismos”, dice Wang. "No solo podemos reprogramarlos, podemos manipularlos con facilidad".
Después de todo, dice Wang, los astronautas ni siquiera tendrán que llevar un botiquín de primeros auxilios. Si los exploradores de Marte se quedan sin griseowulfina, el control terrestre les enviará por correo electrónico la secuencia genética utilizada para fabricar el fármaco, y un sintetizador de ADN puede escribir estos códigos en una célula artificial, que luego producirá el fármaco.
Pero aunque los científicos ya pueden inscribir ADN en células artificiales, la aplicación práctica de esta tecnología está a varias décadas de distancia.
ILYA KHEL
