¿Diagnosticar enfermedades en el espacio? Un estudio israelí tiene la llave

Una investigación de la TAU analizó la posibilidad de detectar enfermedades con la Estación Espacial.

Espacio exterior. Foto: Creative Commons

La Universidad de Tel Aviv ha realizado recientemente un experimento único en la Estación Espacial Internacional. Lo hizo para probar el diagnóstico genético en condiciones de microgravedad mediante el sistema CRISPR.

En el marco del experimento, los investigadores demostraron que el CRISPR-Cas puede utilizarse para identificar con precisión y fiabilidad los virus y bacterias que infectan a los miembros de la tripulación durante las misiones espaciales.

El estudio fue dirigido por el Dr. Dudu Burstein, de la Escuela Shmunis de Biomedicina e Investigación del Cáncer de la Universidad de Tel Aviv, y el Dr. Gur Pines, del Instituto Volcani. El experimento fue realizado en el espacio por el astronauta Eytan Stibbe como parte de la misión «Rakia» lanzada al espacio en abril. Estuvo bajo la dirección de la Fundación Ramón y la Agencia Espacial de Israel.

Los sistemas CRISPR son los sistemas de inmunidad de las bacterias frente a los virus. Las bacterias utilizan los sistemas CRISPR-Cas como una especie de «motor de búsqueda» molecular para localizar secuencias virales y escindirlas con el fin de desactivar los virus. Dos científicos que estudiaron este sofisticado mecanismo de defensa, los profesores Emmanuelle Charpentier y Jennifer Doudna, consiguieron redirigirlo para que realizara una edición gnómica en varios organismos, incluido el ADN de las células humanas. Doudna y Charpentier obtuvieron el reconocimiento internacional cuando se les concedió el Premio Nobel de Química en 2020.

Burstein es un antiguo miembro de Doudna. Pasó varios años en su laboratorio como asociado postdoctoral, aprendiendo sobre CRISPR-Cas de una de las mayores autoridades en el campo. El sistema CRISPR se ha utilizado recientemente para identificar diversos organismos con extrema precisión a partir del reconocimiento de secuencias específicas de ADN. Como parte de su visión científica, los investigadores plantearon la hipótesis de que el diagnóstico genético mediante este método, que requiere un equipo mínimo y de fácil manejo, podría ser adecuado para misiones espaciales largas. Por ejemplo, en la Estación Espacial Internacional, o en futuras misiones de exploración de la Luna y Marte.

Al respecto, Burstein explicó: «Las condiciones en el espacio son extremadamente problemáticas y los métodos de tratamiento son limitados. Es esencial identificar los patógenos con un método rápido, fiable y sencillo. Pruebas como la PCR, con la que todos estamos familiarizados, requieren personal capacitado y equipos relativamente complejos. En la Estación Espacial Internacional, probamos un método de detección basado en CRISPR desarrollado por la Dra. Janice Chen y sus colegas del laboratorio Doudna».

Y siguió su idea: «En primer lugar, se amplifica el ADN: cada molécula de ADN objetivo se duplica repetidamente muchas veces. Y entonces el CRISPR-Cas entra en acción: si identifica el ADN objetivo, activa un marcador molecular fluorescente i. La fluorescencia nos permite saber si las bacterias o los virus de interés están efectivamente presentes en la muestra. Todo este proceso puede llevarse a cabo en un diminuto tubo de ensayo, por lo que puede adaptarse bien a las necesidades de los astronautas».

El Dr. Burstein describió el proceso de preparación del experimento para el espacio: «El estudiante de doctorado Dan Alon y la Dra. Karin Mittelman planificaron el experimento con todo detalle y lo llevaron a cabo innumerables veces en el laboratorio bajo diversas condiciones. Tras alcanzar el resultado deseado, prepararon un kit, que incluía el sistema CRISPR-Cas y los demás componentes necesarios para la detección. Finalmente, este kit se lanzó junto con Eytan Stibbe a la Estación Espacial Internacional».

Los resultados de los experimentos que hizo Stibbe fueron muy satisfactorios, y los investigadores demostraron que, efectivamente, es posible realizar un diagnóstico preciso y sensible en CRISPR incluso en un entorno prácticamente sin gravedad. Y Burstein concluyó: «Este es el primer paso hacia el diagnóstico sencillo y rápido de enfermedades y patógenos incluso en misiones espaciales. Todavía hay que trabajar en las siguientes etapas: la extracción sencilla del ADN de las muestras, hacer que el sistema sea más eficiente, de manera que pueda analizar una variedad de organismos en un solo tubo de ensayo, y el diagnóstico de muestras más complejas. Fue inspirador ver nuestro kit de pruebas en las manos de Eytan en la Estación Espacial, y nos entusiasma aún más la posibilidad de que estos kits ayuden a los futuros astronautas en sus misiones extraterrestres».

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