Los gusanos planos que pasaron cinco semanas a bordo de la Estación Espacial Internacional están ayudando a los investigadores dirigidos por científicos de la Universidad de Tufts a estudiar cómo una ausencia de gravedad normal y campos geomagnéticos puede tener consecuencias anatómicas, conductuales y bacteriológicas, según un documento que se publicará el 13 de junioen Regeneración . La investigación tiene implicaciones para los viajeros espaciales humanos y animales y para la ciencia de bioingeniería y regenerativa.
Los investigadores dirigidos por el Centro de Descubrimiento Allen de la Universidad de Tufts trataron de determinar cómo la microgravedad y los campos microgeomagnéticos afectarían el crecimiento y la regeneración de las lombrices planarias D. japonica y si algún cambio persistiría después de que los gusanos volvieran a la tierra.se utilizan con frecuencia para estudios debido a su notable capacidad de regeneración cuando se amputan partes de sus cuerpos. Saber lo que les sucede en el espacio y al regresar a la Tierra podría conducir a una mejor comprensión de cómo las fuerzas físicas influyen en la forma del cuerpo y la decisión celular.haciendo.
"Durante la regeneración, el desarrollo y la supresión del cáncer, el patrón corporal está sujeto a la influencia de fuerzas físicas, como campos eléctricos, campos magnéticos, campos electromagnéticos y otros factores biofísicos. Queremos aprender más sobre cómo estas fuerzas afectan la anatomía, comportamiento y microbiología ", dijo el autor correspondiente del artículo, Michael Levin, Ph.D., profesor de biología de Vannevar Bush y director del Centro Allen Discovery de Tufts y del Centro Tufts de Biología Regenerativa y del Desarrollo.
"A medida que los humanos hacen la transición para convertirse en una especie espacial, es importante que deduzcamos el impacto del vuelo espacial en la salud regenerativa por el bien de la medicina y el futuro de la investigación en el laboratorio espacial", agregó Junji Morokuma, investigador asociado en Levin'slaboratorio y primer autor del artículo.
Los investigadores lanzaron un conjunto de gusanos planos al espacio a través de la Misión de Servicio de Reabastecimiento Comercial SpaceX 5 el 10 de enero de 2015. Los gusanos planos se dejaron enteros o amputados y sellados en tubos llenos mitad con agua y mitad con aire.
Mientras tanto, los investigadores crearon dos conjuntos de gusanos de control. Uno consistía en gusanos vivos sellados en agua de manantial de la misma manera que sus contrapartes espaciales y mantenidos en la oscuridad a 20 grados Celsius durante la misma cantidad de tiempo. Estos gusanos se usaron como controlespara todos los experimentos, excepto el análisis espectroscópico de masas. Después de que los gusanos expuestos al espacio regresaron a la Tierra, los investigadores prepararon un segundo conjunto de gusanos que luego fueron expuestos a los mismos cambios de temperatura que los gusanos expuestos al espacio. Estos gusanos fueron utilizados paraanálisis espectroscópico de masas.
Después de cinco semanas en el espacio, las muestras se evaluaron inmediatamente después de su regreso y en el transcurso de 20 meses. Mediante una serie de pruebas de comportamiento, microbiológicas y morfológicas, los investigadores identificaron una serie de diferencias entre el espacio y los gusanos terrestres.
Lo más sorprendente, los investigadores descubrieron que uno de los fragmentos amputados enviados al espacio se regeneró en un raro gusano de doble cabeza. En más de 18 años-persona de mantener una colonia de D. japonica que involucra a más de 15,000 gusanos de control solo en elDurante los últimos cinco años, los investigadores de Tufts nunca han observado una ocurrencia espontánea de doble cabeza. Además, cuando los investigadores amputaron ambas cabezas del gusano expuesto al espacio, el fragmento medio sin cabeza se regeneró en un gusano de doble cabeza, lo que demuestra que el cuerpola modificación del plan que ocurrió en el gusano fue permanente.
Además, los gusanos enteros enviados al espacio sufrieron fisión espontánea, división del cuerpo en dos o más individuos idénticos, mientras que sus contrapartes terrestres no. Sin embargo, los investigadores notaron eso debido a la variación en las temperaturas experimentadas por el espacioy gusanos terrestres, la diferencia observada podría deberse a diferencias de temperatura.
A su regreso, los gusanos de los grupos de viajes espaciales y los que se quedan en casa fueron transferidos a placas de Petri que contienen agua fresca de manantial. Mientras que los gusanos que se quedaron en casa mostraron un comportamiento normal, los 10 gusanos enteros que habían pasado tiempoen el espacio acurrucado y parcialmente paralizado e inmóvil, volviendo a la normalidad después de dos horas. El comportamiento sugiere que los gusanos habían alterado su estado biológico para acomodar el cambio ambiental de estar en el espacio, reaccionando fuertemente a un retorno a las condiciones acuosas normales.
Los gusanos del grupo de viaje espacial y de control también diferían en su reacción a la luz. Veinte meses después de regresar a la Tierra, los individuos de cada grupo fueron colocados en una arena, la mitad de la cual estaba iluminada con luz roja, que los planarios no pueden ver,y la mitad de la cual estaba iluminada con luz azul. Un dispositivo de análisis de comportamiento automatizado reveló que los gusanos espaciales pasaban el 70.5 por ciento de su tiempo en la oscuridad, mientras que los gusanos terrestres pasaban el 95.5 por ciento de su tiempo en la oscuridad. Mientras que la diferencia en la preferencia de luz significano es estadísticamente significativo debido al pequeño tamaño de la muestra, la diferencia en la variación entre los gusanos fue notable y significativa.
Los investigadores también analizaron el microbioma de la planaria y determinaron que había una diferencia significativa entre las comunidades bacterianas de gusanos espaciales en comparación con el grupo de control. Al analizar la composición química del agua en la que vivieron los animales durante la duración de laEn el experimento, los investigadores determinaron que la exposición al espacio induce diferencias claras en el metabolismo y / o secreción.
Los investigadores advirtieron que sus experimentos enfrentaron una serie de limitaciones inevitables. Para el grupo de control basado en la Tierra, fue difícil igualar las temperaturas experimentadas por los gusanos en el espacio a lo largo de toda la misión. Las futuras misiones utilizarán datos en tiempo real deespacio para ajustar las temperaturas experimentadas por los controles en la Tierra. Además, el estrés del despegue y la salpicadura no se replicaron, aunque los experimentos futuros lo harán. Además, la amputación de gusanos se realizó en la Tierra, un requisito de los protocolos en esta misiónIdealmente, esto se haría en la estación espacial, y los investigadores esperan que un astronauta de la EEI esté dispuesto a realizar estos experimentos a bordo de la estación espacial en el futuro.
Los investigadores pretenden que su trabajo ayude a establecer protocolos para realizar investigaciones planarias en el espacio mediante la determinación de la logística de transferencia y las condiciones adecuadas para futuras misiones.
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Materiales proporcionado por Universidad de Tufts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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