Un método probado en la Estación Espacial Internacional (ISS) podría ayudar a los científicos a combatir la degeneración ósea en los vuelos espaciales de larga duración. También está sobre la mesa la posibilidad de que el sistema ayude en el tratamiento de la osteoporosis en la Tierra.
Los resultados de las pruebas demuestran que un nuevo sistema de administración de fármacos probado a bordo de la ISS tiene efectos beneficiosos sobre la transformación de células madre en osteoblastos, las células responsables de la formación de hueso.
Como explica en su cuaderno de bitácora la astronauta italiana Samantha Cristoforetti, responsable de la prueba en la ISS, el hueso es un tejido vivo que se destruye y restaura constantemente. Mientras que las células llamadas osteoclastos destruyen el hueso, los osteoblastos producen nuevas capas de hueso.
"Si esta destrucción y producción están en equilibrio, todo va bien", explica. Pero en ausencia de peso, como ocurre en el espacio, este equilibrio se rompe y los osteoclastos acaban "ganando". Lo mismo ocurre con las personas con osteoporosis, una enfermedad que provoca una disminución de la masa ósea y un deterioro de la arquitectura del hueso, lo que aumenta el riesgo de fracturas.
Antes de abandonar la Tierra, la experimentación con el proyecto designado por la OTAN comenzó con algunas rotaciones en tierra. ¿El objetivo? Para inducir condiciones de microgravedad simuladas.
Uno de los investigadores que participó en el proyecto en la Tierra explica que la ciencia espacial requiere una fase de preparación de la simulación en la Tierra antes de realizar el experimento en órbita. "Hay que saber cómo se comportan las células en microgravedad y configurar su hardware".
Las muestras y el "hardware" se probaron en una máquina de posicionamiento aleatorio antes de lanzarse al espacio para ayudar al equipo a entender con precisión su sistema y cómo puede comportarse en microgravedad. Para ello, el equipo de científicos comprobó cuántas células sobrevivían, el número de células necesario para el experimento y si el material del contenedor era compatible con sus muestras.
En cuanto el hardware estuvo listo para ir al espacio, se empaquetó en una nave Dragon de SpaceX para su viaje en el cohete Falcon 9. El lanzamiento tuvo lugar en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral, en el estado de Florida, Estados Unidos, el 14 de abril de 2015.
El astronauta italiano comenzó entonces a experimentar con el proyecto, cargando las muestras en el Kubik de la estación espacial, una incubadora donde se colocaron las células madre durante el estudio. Tras la instalación, el proceso continuó para confirmar si el sistema basado en nanopartículas podía promover que las células madre se convirtieran en células formadoras de hueso.
El sistema probado se centra en tres componentes principales: las nanopartículas, la hidroxiapatita, un componente mineral natural que se encuentra en los huesos, y el estroncio, un componente que actúa sobre las células óseas.
Para lograr la integración de la nanopartícula en el hueso, el equipo del proyecto de la OTAN utilizó hidroxiapatita. Este compuesto estaba enriquecido con estroncio, que puede tener efectos positivos en la salud ósea.
"Las nanopartículas de estroncio son un nuevo y eficaz tratamiento no biológico para las lesiones óseas y pueden utilizarse como una potente terapia de regeneración ósea", afirma Livia Visai, una de las responsables del proyecto. El equipo de la OTAN pretende ahora seguir explorando las nanopartículas de estroncio, ya sea en complementos alimenticios o en implantes para huesos rotos.
El proyecto ha sido apoyado por la Estación Espacial Europea en colaboración con la ESA y la NASA.
