La NASA se está preparando para enviar seres humanos a Marte en la década de 2030. En esa misión, de unos tres años de duración, los astronautas se verán expuestos a un largo periodo de microgravedad que les hará perder masa del hueso. Algunos estudios indican una pérdida media de más del 1 % de material óseo por cada mes que se pasa en el espacio, una afección conocida como osteopenia (asociada en la Tierra con el envejecimiento).
Ahora, científicos de EE UU ofrecen una posible solución. Durante la reunión de primavera que la Sociedad Americana de Química (ACS) celebra estos días de forma virtual en San Diego, investigadores de la Universidad de California en Davis han presentado una lechuga transgénica con una hormona que estimula la formación de hueso. Algún día, los astronautas podrían cultivarla en el espacio para mitigar su merma ósea simplemente comiendo una gran ensalada.
Estas lechugas transgénicas tienen una hormona que estimula la formación de hueso, por lo que algún día los astronautas podrían cultivarla en el espacio para mitigar la pérdida de masa ósea que causa la falta de gravedad
“Ahora mismo, los astronautas de la Estación Espacial Internacional realizan ciertos ejercicios para tratar de mantener su masa ósea”, apunta Kevin Yates, un estudiante de posgrado que ha presentado el trabajo en la reunión, “pero no suelen estar allí más de seis meses”.
Sin embargo, en una misión tripulada a Marte se tardarían unos 10 meses en llegar y los astronautas se quedarían alrededor de un año para estudiar el planeta antes de hacer el viaje de vuelta a la Tierra. Este viaje de tres años podría favorecer la vulnerabilidad de los viajeros a la osteopenia y, más tarde, a la osteoporosis.
Se ha comprobado que un medicamento con un péptido de la hormona paratiroidea (PTH) humana estimula la formación de hueso y ayudaría a restaurar la masa ósea en condiciones de microgravedad, pero este tratamiento requeriría inyecciones diarias. Además, transportar grandes cantidades del fármaco y jeringuillas para administrarlo durante las misiones espaciales tampoco es muy práctico.
Mejor comer la hormona que inyectarla
Como alternativa y con ayuda de la NASA, Yates y sus colegas Somen Nandi y Karen McDonald de la Universidad de California pensaron una forma para que los tripulantes produjeran ellos mismos esa sustancia: las lechugas. En ellas se podría expresar el péptido PTH para luego tomarlo vía oral en lugar de por inyección, además de ser una sabrosa verdura en medio de tanta comida enlatada y liofilizada.
“Los astronautas pueden llevar semillas transgénicas, que son muy pequeñas –puedes tener unos cuantos miles en un frasco del tamaño de tu pulgar– y cultivarlas como si fueran lechugas normales”, señala Nandi, “así podrían utilizar las plantas para sintetizar productos farmacéuticos como la PTH y luego comérselas”.
Con experimentos realizados en la Estación Espacial Internacional se ha confirmado que se pueden cultivar lechugas normales en este entorno tan limitado. Por otra parte, estudios anteriores también han demostrado que un trozo de una proteína llamado fragmento cristalizable (Fc) se puede unir al péptido PTH para aumentar su tiempo de circulación en la sangre, haciéndolo así más eficaz.
Considerando esto, los investigadores introdujeron el gen que codifica la PTH-Fc en la lechuga infectando sus células vegetales con Agrobacterium tumefaciens, una especie de bacteria utilizada en el laboratorio para transferir genes a las plantas. La sustancia que favorece la formación de hueso aparecía tanto en la lechuga como en su progenie.
Los resultados preliminares indican que, por término medio, las plantas expresan entre 10 y 12 miligramos de la hormona peptídica modificada por kilo de lechuga fresca. Según Yates, esto significa que los astronautas necesitarían comer unos 380 gramos al día para obtener una dosis suficiente de la hormona, suponiendo una biodisponibilidad de alrededor del 10 %, lo que reconoce que es una “ensalada bastante grande”.
“Una de las cosas que estamos haciendo ahora es examinar todas estas líneas de lechuga transgénica para encontrar la que tenga la mayor expresión de PTH-Fc”, apunta McDonald, “de momento solo hemos analizado algunas de ellas, y hemos observado que la media era de 10-12 mg/kg, pero creemos que podríamos incrementarla más; y cuanto más podamos aumentar la expresión, menos cantidad de lechuga habrá que comer”.
Estas lechugas producen una hormona que estimula la formación de hueso, lo que podría evitar la pérdida ósea en el espacio y en la Tierra.
Futuras pruebas en el espacio
El equipo también quiere comprobar qué tal crece la lechuga transgénica en la Estación Espacial Internacional y si produce la misma cantidad de PTH-Fc que en la Tierra. Respecto a su sabor, aunque los investigadores aún no la han probado porque no se ha establecido su seguridad, prevén que será muy parecido al de una lechuga normal, como la mayoría de las demás plantas transgénicas.
Este tipo de lechuga también podría ayudar a evitar la osteopenia y la osteoporosis
En cualquier caso quedan varias fases antes de que la hortaliza pueda adornar los platos de los astronautas. Los investigadores todavía tienen que optimizar los niveles de expresión de la PTH-Fc y luego probar la capacidad de esta variedad para prevenir con seguridad la pérdida de hueso en modelos animales y en ensayos clínicos con humanos.
“Me sorprendería mucho que, para cuando enviemos astronautas a Marte, las plantas no se estén utilizando para producir productos farmacéuticos y otros compuestos beneficiosos”, predice Yates.
Además de sus beneficios para los futuros viajeros espaciales, los investigadores afirman que este tipo de verdura también podría ayudar a evitar la osteopenia y la osteoporosis en regiones de la Tierra con recursos limitados y sin acceso a los medicamentos tradicionales.