O Estudo dos Gêmeos da NASA

Pensando em futuros projetos, com missões de longa duração (+300 dias), a NASA (National Aeronautics and Space Administration) iniciou, em 2015, um estudo criador de hipóteses e definidor de estruturas, onde poderiam ser avaliadas e medidas quantitativa e qualitativamente as consequências da permanência no espaço sobre o corpo humano. O experimento levou mais de 25 meses de duração, uma vez que foram realizadas análises do pré-voo (período de preparação para viagem espacial), durante o voo e pós-voo. [3] [6] [2]

Foram selecionados, para o Projeto, um par de gêmeos monozigóticos masculinos, Scott Kelly e Mark Kelly, dois astronautas experientes que haviam passado diferentes períodos no espaço. No começo dos estudos ambos tinham 50 anos de idade. Entretanto, Scott Kelly já havia completado 51 anos quando entrou em órbita. Ele permaneceu na Estação Espacial Internacional por 340 dias, de março de 2015 a março de 2016, enquanto seu irmão se manteve na Terra. [3]

Para a análise foram coletadas diferentes amostras biológicas dos gêmeos, que foram monitorados por uma equipe de 82 pesquisadores, sob coordenação de Francine E. Garrett-Bakelman. Essas amostras, com coleta de urina, sangue, fezes, células da bochecha e saliva, forneceram um meio para investigar as respostas fisiológicas ao voo espacial. Ademais, foram processadas e analisadas para produzir resultados nas áreas de genética, microbiologia e imunologia. [3] [5] [1]

Um estudo imunológico examinou a resposta imune às vacinas contra a gripe administradas em pontos específicos no tempo para cada um dos sujeitos do estudo. A ideia era comparar o efeito de imunização no ambiente de voo espacial com o ambiente terrestre. No entanto, não foram observadas diferenças significativas na porcentagem de sequências únicas dos receptores celulares recrutados por vacinação em seis meses de voo quando comparado com as respostas pré-voo e pós-voo. [3]

Foi realizado também um estudo psicológico para analisar um fenômeno conhecido como “névoa espacial”, caracterizado por uma falta de alerta às vezes relatada por astronautas em órbita. Observou-se que durante o voo houve um declínio da capacidade cognitiva do sujeito. Dessa forma, o estudo inferiu que missões de duração estendida podem afetar negativamente o desempenho cognitivo dos tripulantes no pós-voo. Contudo, não ficou claro como fatores relativos à reexposição à gravidade da Terra e o estresse ao processo de readaptação contribuíram com o declínio observado no voo do indivíduo quanto ao desempenho cognitivo no pós-voo. [3]

Outro estudo examinou o risco de desenvolver doenças cardiovasculares como a arteriosclerose devido ao período de estada no espaço, analisando o estresse oxidativo e a inflamação durante e após o voo espacial e relacionando a mudanças de longo prazo na estrutura e função vascular. De fato, constatou-se que Scott sofreu um afinamento da artéria carótida, o que dificultou sua circulação sanguínea durante sua permanência no espaço. No entanto, apesar dos níveis de proteínas que podem estar associadas a alterações observadas nas dimensões da parede vascular aumentarem neste período, após o voo estes diminuíram de forma tornando a níveis semelhantes aos de pré-voo. [3] [4]

Ademais, um estudo analisou os telômeros dos sujeitos, localizados nas extremidades do DNA. Na Terra, os telômeros têm sido associados ao envelhecimento e ao estresse, então, ao analisá-los, os cientistas esperavam ter uma ideia de se a radiação espacial está envelhecendo prematuramente os viajantes espaciais. Diferente do que era esperado, os telômeros de Scott aumentaram, ou seja, a ponta dos cromossomos, que encolhem conforme a pessoa envelhece, expandiram-se. Essa diferença de tamanho deixou de existir após a chegada na Terra, deixando um novo norte de estudos para o Programa de Pesquisa Humana da NASA (HRP). [3] [7]

Outros efeitos observados no tripulante foram o afinamento da retina devido a alterações estruturais do olho e possivelmente à pressão intracraniana elevada, bem como uma perda de peso, redução da densidade óssea e alterações nos micróbios do intestino, fatores estes diretamente relacionados à dieta diferenciada dos astronautas. Notaram-se também mudanças na expressão genética dos gêmeos, o que é importante já que gêmeos monozigóticos são geneticamente quase iguais. [4] [5]

O estudo avaliou as alterações epigenéticas do período de Scott no espaço. Foi identificada uma queda de 4% da metilação do DNA do astronauta em comparação com o irmão que permaneceu em nosso planeta. A metilação consiste na modificação química da expressão genética, mas não causa alterações à sequência original da molécula de DNA. Ademais, os pesquisadores realizaram o sequenciamento completo do DNA dos dois: constatou-se que os gêmeos variaram pouco em termos genéticos - na ordem de centenas de mutações individuais - no entanto quanto à análise o RNA, uma forma mais simples de material genético, a diferença na expressão dos genes foi bem maior: mais de 200 mil variações entre os astronautas. [5] [7]

Em conclusão, verificou-se que 91,3% dos genes que mudaram de expressão durante o período de permanência de Scott no espaço, retornando aos intervalos normais seis meses após o voo. De maneira geral, os dados mostram plasticidade e adaptabilidade para muitos núcleos genéticos, epigenéticos, transcricionais, bioquímicos, proteômicos, celulares e funções biológicas. [3]

Uma vez que a maioria das variáveis ​​biológicas e de saúde humana permaneceram estáveis ou retornaram à linha de base, após 340 dias de missão espacial, esses dados sugerem que a saúde humana pode ser sustentada principalmente durante essa duração do voo espacial. A persistência de alterações moleculares e a extrapolação dos fatores de risco identificados para missões de maior duração permanecem como estimativas e devem ser demonstradas com medidas em futuros astronautas. Finalmente, as mudanças descritas neste estudo destacam caminhos e mecanismos que podem ser vulneráveis ​​a voos espaciais e podem exigir salvaguardas para mais tempo de missões espaciais. Estes estudos servem como um guia para contramedidas direcionadas ou monitoramento durante futuras missões. [3] [4] [6]

REFERÊNCIAS:

[1] OTTA, Emma. “Os gêmeos da NASA: um foi para o espaço e o outro ficou na Terra”. Painel USP de Gêmeos, 2020. Disponível em:

https://www.paineluspdegemeos.com.br/post/os-g%C3%AAmeos-da-nasa-um-foi-para-o-espa%C3%A7o-e-o-outro-ficou-na-terra. Acesso em 18 de Setembro de 2022.

[2] VEIGA, Edison. “Como astronautas gêmeos ajudam a Nasa a prever riscos de viagens longas pelo espaço”. BBC NEWS BRASIL, 2019. Disponível em: https://www.bbc.com/portuguese/brasil-47870210. Acesso em 18 de Setembro de 2022.

[3] GARRETT-BAKELMAN, Francine E. et al. “The NASA Twins Study: A multidimensional analysis of a year-long human spaceflight”. Science, v. 364, n. 6436, p. eaau8650, Abril de 2019.

[4] Space Station Research Explorer on NASA. “Human Exploration Research Opportunities - Differential Effects on Homozygous Twin Astronauts Associated with Differences in Exposure to Spaceflight Factors”. Space Station Research Explorer on NASA. Disponível em: https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/explorer/Investigation.html?#id=1683. Acesso em 18 de Setembro de 2022.

[5] CIRIACO, Douglas. “NASA estudou gêmeos para entender o efeito de viagens espaciais em humanos”. Tecmundo, 2019. Disponível em: https://www.tecmundo.com.br/ciencia/140332-nasa-estuda-gemeos-entender-efeito-viagens-espaciais-humanos.htm. Acesso em 18 de Setembro de 2022.

[6] DUNBAR, B; ROBINSON. J; WARREN. L; BARRY. R. “Twins Double the Data for Space Station Research – Part One”. NASA Blogs Home, 2015. Disponível em: https://blogs.nasa.gov/ISS_Science_Blog/2015/09/10/twins-double-the-data-for-space-station-research-part-one/. Acesso em 18 de Setembro de 2022.

[7] LEONARDI, A. C. "Estudo com gêmeos revela os efeitos do espaço no nosso DNA". Super Interessante, 2017. Disponível em: https://super.abril.com.br/ciencia/estudo-com-gemeos-revela-os-efeitos-do-espaco-no-nosso-dna/. Acesso em 18 de Setembro de 2022.