As viagens espaciais podem alterar a expressão gênica nos glóbulos brancos, enfraquecendo nosso sistema imunológico

Há evidências crescentes de que os astronautas são mais suscetíveis a infecções enquanto estão no espaço. Por exemplo, os astronautas a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) geralmente sofrem de erupções cutâneas, bem como doenças respiratórias e não respiratórias. Os astronautas também são conhecidos por liberar mais partículas de vírus vivas; por exemplo, o vírus Epstein-Barr, varicela-zoster responsável por herpes-zóster, herpes-simplex-1 responsável por feridas e citomegalovírus. Essas observações sugerem que nosso sistema imunológico pode ser enfraquecido pelas viagens espaciais. Mas o que poderia causar tal déficit imunológico?

“Aqui mostramos que a expressão de muitos genes relacionados às funções imunológicas diminui rapidamente quando os astronautas chegam ao espaço, enquanto o oposto acontece quando eles retornam à Terra após seis meses a bordo da ISS”, disse a Dra. Odette Laneuville, professora associada do Departamento de Biologia da Universidade de Ottawa, principal autor de um novo estudo em Fronteiras da Imunologia.

Os pesquisadores estudaram a expressão gênica em leucócitos (glóbulos brancos) em uma coorte de 14 astronautas, incluindo três mulheres e 11 homens, que residiram a bordo da ISS entre 4,5 e 6,5 meses entre 2015 e 2019. Os leucócitos foram isolados de 4 mililitros sangue coletado de cada astronauta em 10 pontos no tempo: uma vez antes do vôo, quatro vezes durante o vôo e cinco vezes na Terra.

Lá e de Volta Outra Vez

No total, 15.410 genes foram encontrados diferencialmente expressos em leucócitos. Entre esses genes, os pesquisadores identificaram dois clusters, com 247 e 29 genes, respectivamente, que mudaram sua expressão em conjunto ao longo da linha do tempo estudada.

Os genes do primeiro grupo foram reduzidos ao chegar ao espaço e de volta ao retornar à Terra, enquanto os genes do segundo seguiram o padrão oposto. Ambos os grupos consistiam principalmente de genes que codificam proteínas, mas com uma diferença: sua função predominante estava relacionada à imunidade para os genes do primeiro grupo e às estruturas e funções celulares do segundo.

Esses resultados sugerem que, quando alguém viaja para o espaço, essas mudanças na expressão gênica causam uma rápida diminuição na força de seu sistema imunológico.

“Uma imunidade mais fraca aumenta o risco de doenças infecciosas, limitando a capacidade dos astronautas de realizar suas exigentes missões no espaço. acesso a cuidados, medicamentos ou evacuação”, disse o Dr. Guy Trudel, médico de reabilitação e pesquisador do The Ottawa Hospital e professor do Departamento de Medicina Celular e Molecular da Universidade de Ottawa.

Retorne aos níveis normais na Terra

Mas há uma fresta de esperança nessa nuvem: os dados mostraram que a maioria dos genes em ambos os grupos retornou ao seu nível de expressão pré-voo dentro de um ano após o retorno à Terra e, normalmente, muito mais cedo – em média, após algumas semanas. Esses resultados sugerem que os astronautas que retornam correm um risco elevado de infecção por pelo menos um mês após pousar na Terra.

Em contraste, os autores ainda não sabem quanto tempo leva até que a resistência imunológica retorne totalmente à sua força pré-voo. É provável que a duração desse período dependa da idade, sexo, diferenças genéticas e exposição infantil a patógenos.

Os autores levantaram a hipótese de que a mudança na expressão gênica de leucócitos sob microgravidade é desencadeada por “mudança de fluido”, onde o plasma sanguíneo é redistribuído da parte inferior para a parte superior do corpo, incluindo o sistema linfático. Isso causa uma redução no volume do plasma entre 10% e 15% nos primeiros dias no espaço. Sabe-se que a mudança de fluido é acompanhada por adaptações fisiológicas em larga escala, aparentemente incluindo a expressão gênica alterada.

Profilaxia contra déficits imunológicos no espaço

“A próxima questão é como aplicar nossas descobertas para orientar o projeto de contramedidas que impedirão a supressão imunológica no espaço, em particular para voos de longa duração”, disse Laneuville.

“A saúde dos astronautas no espaço, especialmente durante missões longas, se beneficiaria da detecção de disfunção imunológica e inflamação subclínica. A detecção precoce oferece oportunidades de intervenção, com o objetivo de prevenir a progressão para sintomas graves.”