22/May/08

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Un tricorder en la Estación Espacial

Los astronautas están utilizando un dispositivo similar al tricorder de "Viaje a las estrellas" para rastrear formas de vida microscópicas en la Estación Espacial Internacional

¿Hay algunos Trekkies (o fanáticos de "Viaje a las estrellas") por ahí? ¿Recuerda el tricorder (computadora portátil)? El Dr. McCoy y el Sr. Spock lo llevaban consigo y se tornaban poderosos explorando "extraños mundos, donde nadie ha ido antes".

A bordo de la Estación Espacial Internacional (EEI), los astronautas llevan un dispositivo experimental muy parecido: el LOCAD-PTS, nombre corto para Lab-On-a-Chip Application Development Portable Test System (Sistema Portátil de Prueba y Desarrollo de Aplicaciones de Laboratorio en un Microprocesador). Este laboratorio biológico portátil es el primer paso en el camino que llevará al desarrollo de algo que se asemeje al tricorder del Dr. McCoy.

Arriba: La astronauta Suni Williams (con sus mechones de cabello flotando en la
microgravedad) usa el LOCAD-PTS a bordo de la Estación Espacial Internacional

"El LOCAD se parece al tricorder porque es portátil, rápido y detecta moléculas bioquímicas", dice Heather Morris, científica del instrumento LOCAD, en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales (MSFC, en idioma inglés), de la NASA, quien además se reconoce como fanática de "Star Trek" ("Viaje a las estrellas"). Pero mientras los tricorders podían hacer casi cualquier cosa (desde revisar los signos vitales hasta hallar vida extraterrestre), el instrumento LOCAD es un poco más especializado: "El LOCAD está específicamente diseñado para detectar e identificar microbios en las superficies de la estación espacial".

Es un hecho natural que a cualquier sitio donde vayan los seres humanos los microbios los siguen. Los biólogos estiman que cada cuerpo humano tiene al menos un billón (un trillón en Estados Unidos) de microbios que viajan con él, lo cual representa el 2% de la masa total de una persona. La mayoría de ellos vive en armonía con las células humanas nativas; pero otros pueden causar enfermedades.

El instrumento LOCAD rastrea estas diminutas formas de vida.

Así funciona: Un miembro de la tripulación de la EEI utiliza un hisopo seco para tomar muestras de las superficies donde los microbios podrían estar merodeando. Al hacer correr agua estéril por el hisopo, la muestra se torna líquida y el astronauta coloca algunas gotas en el LOCAD. ¿Qué hay en la muestra? El sistema da su respuesta en menos de 15 minutos. Todo este simple procedimiento se lleva a cabo en el mismo sitio. No se debe enviar nada a un laboratorio en la Tierra, lo cual tomaría tiempo e introduciría la posibilidad de que se produzca contaminación en el camino.

"Es importante monitorear las bacterias en la Estación Espacial para que podamos encontrar la mejor manera de mantenerlas bajo control", dice Morris, quien añade esta curiosidad: "El instrumento LOCAD todavía no puede distinguir entre bacterias vivas y muertas". Así que nadie puede gritar: ¡está muerto, Jim! "Estamos trabajando para añadir esta capacidad en el futuro".

Izquierda: Heather Morris trabaja en la tecnología del LOCAD en su
laboratorio, ubicado en el Centro Marshall para Vuelos Espaciales

Además de detectar bacterias Gramnegativas (ver nota abajo) como la Escherichia coli y la salmonela, los cartuchos más nuevos del LOCAD, recientemente enviados a la Estación a bordo de la misión STS-123 del transbordador, pueden alertar a la tripulación sobre hongos. Desde que los hongos descompusieron algunos aparatos electrónicos en la Estación Espacial Rusa MIR, se han vuelto "huéspedes" poco gratos. El instrumento LOCAD puede detectar concentraciones bajas de compuestos comunes de hongos; esto permite al LOCAD encontrar hongos en superficies antes de que el hongo tenga la oportunidad de multiplicarse.

Para fin de año, un cartucho más estará disponible para la estación espacial. Este cartucho detectará la presencia de bacterias Grampositivas, tales como los estafilococos y los estreptococos.

"En última instancia, queremos proveer cartuchos para todos los tipos de microorganismos y compuestos químicos", dice Morris. "Nos gustaría incluso poder utilizar nuestro sistema para saber qué 'virus' tiene un astronauta si se enferma".

Lisa Monaco, científica del proyecto del LOCAD, añade su visión del futuro: "Lo que estamos desarrollando en el MSFC se puede usar no sólo en la EEI, sino también en misiones lunares, en estadías prolongadas en otros planetas y, con mayor seguridad, aquí en la Tierra".

En los años por venir, a medida que los viajes a través del espacio se tornen más y más largos, será aún más imperioso contar con maneras de evaluar la salud de los astronautas y de monitorear los componentes electrónicos. A propósito, ningún astronauta se ha enfermado gravemente en una misión espacial. Sin embargo, los científicos destacaron que si un astronauta se llegara a enfermar, llevaría demasiado tiempo enviar una muestra de regreso a la Tierra, someterla a las pruebas y recibir una respuesta de "larga distancia". Con la próxima generación de tecnología LOCAD, los procesos de detección y diagnóstico serían rápidos y fáciles, y se llevarían a cabo en el lugar de los acontecimientos.

Dr. McCoy, aquí vamos.

Nota: Las bacterias gramnegativas son aquellas que no retienen el colorante cristal violeta en el protocolo de tinción Gram; las bacterias grampositivas retendrán el colorante cristal violeta cuando se les lave con una solución decolorante. En la prueba de tinción Gram, un contratinte (comúnmente, safranina) se añade después del cristal violeta, tiñendo de este modo todas las bacterias gramnegativas de color rojo o rosa. La prueba por sí misma es útil para clasificar dos tipos diferentes de bacterias tomando como base las diferencias estructurales en sus paredes celulares. Muchas especies de bacterias gramnegativas son patógenas, lo cual significa que pueden causar enfermedad en el organismo anfitrión. Esta capacidad patógena está usualmente asociada con ciertos componentes de las paredes de las células gramnegativas, en particular la capa de lipopolisacáridos (también conocida como LPS o endotoxina). En los seres humanos, la LPS desata una respuesta inmunológica innata caracterizada por la producción de citocina y la activación del sistema inmunitario. La inflamación es un resultado común de la producción de citocina, la cual puede también ocasionar toxicidad en el anfitrión.

Fuente: NASA. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard