O corpo humano evoluiu dentro da força constante da gravidade da Terra. Para prevenir a atrofia óssea e muscular durante suas estadas no espaço, os astronautas devem se exercitar todos os dias. Para pesquisadores que estudam perda óssea ou muscular que pode ser causada por doenças, envelhecimento ou um estilo de vida sedentário, o ambiente de microgravidade a bordo da Estação Espacial Internacional é um lugar único para a realização de experimentos que podem nos ajudar a entender como o corpo funciona.

Modelos animais, como ratos, são fundamentais para esse tipo de pesquisa de microgravidade, servindo como sujeitos da Rodent Research-19 (RR-19), que está investigando um método proposto para prevenir a perda óssea e manter os músculos fortes e saudáveis.

RR-19, também conhecido como Mighty Mice in Space, investiga miostatina e ativina. Essas vias de sinalização molecular influenciam a degradação dos músculos e ossos. Os pesquisadores estão estudando-os como possíveis alvos para manter músculos e ossos saudáveis ​​durante o vôo espacial, e aumentar a recuperação após um retorno à Terra.

Os cientistas por trás dessa pesquisa são Se-Jin Lee e Emily Germain-Lee, da Escola de Medicina da Universidade de Connecticut. Lee e Germain-Lee também têm compromissos no Laboratório Jackson e no Connecticut Children's Medical Center, respectivamente. Lee e Germain-Lee, um casal, temos trabalhado juntos nos últimos 10 anos nesta pesquisa, mas décadas de trabalho levaram ao experimento Mighty Mice.

Lee e Germain-Lee se conheceram na faculdade como estudantes de bioquímica. Ambos conseguiram diplomas avançados e abriram seus próprios caminhos na pesquisa, Lee se concentra no estudo dos músculos e Germain-Lee se concentra nos distúrbios ósseos. "Eu investi grande parte da minha vida cuidando de crianças que têm muitas doenças que afetam seus ossos." Germain-Lee disse. "Seus ossos podem ser quebrados, mas seus espíritos não. "

Vinte anos atrás, O laboratório de Lee fez uma descoberta. Ele descobriu novas informações sobre o comportamento da miostatina e sua influência no crescimento muscular. "Comecei a pensar que a microgravidade seria o lugar perfeito para realizar experimentos de miostatina e testar nossos medicamentos de desenvolvimento, "Lee disse.

A miostatina normalmente limita o crescimento muscular. Quando você bloqueia, os músculos podem crescer muito maiores do que o tamanho normal. Quando Lee modificou camundongos geneticamente para não ter miostatina completamente, seus músculos cresceram até o dobro do tamanho normal. Mutações de ocorrência natural que causam o bloqueio da miostatina também forneceram evidências do poder da proteína. Gado azul belga, criado na Europa após a Segunda Guerra Mundial para acomodar o aumento da demanda por mais carne, foi a primeira espécie identificada com uma mutação de ocorrência natural no gene da miostatina.

O casal continuou a trabalhar independentemente até que Germain-Lee teve uma ideia. Ela notou que seus pacientes com ossos fracos também costumavam ter músculos fracos. "Estávamos conversando um dia, e eu disse, 'e se essa droga também pudesse ajudar no desenvolvimento ósseo?' ", disse Germain-Lee.

Isso deu início a uma nova rodada de experimentos. O casal oficialmente fez parceria na bancada do laboratório para ver se a descoberta de Lee também poderia ajudar os pacientes de Germain-Lee com densidade óssea deficiente. Eles descobriram que esta droga poderia beneficiar ambas as áreas de pesquisa.

Uma década depois, 40 anos após o primeiro encontro na faculdade e 35 anos em seu casamento, veio uma grande oportunidade. O ISS U.S. National Laboratory permitiria a Lee conduzir um experimento semelhante ao que Lee havia considerado nos anos 90. "Nenhum experimento aqui na Terra pode simular uniformemente a perda óssea e muscular como a microgravidade. A estação espacial é o ambiente perfeito para ser capaz de testar drogas experimentais para perda óssea e muscular, "diz Germain-Lee." É tudo o que eu sempre quis trabalhar em um único projeto. Parece que tudo se juntou neste experimento. "

Os cientistas planejaram uma investigação para enviar 40 ratos para viver em microgravidade a bordo da Estação Espacial Internacional com 40 ratos comparáveis ​​estudados na Terra como o grupo de controle. Alguns dos ratos são geneticamente modificados para não produzir qualquer miostatina, enquanto outros são ratos normais que recebem uma droga capaz de bloquear a miostatina, bem como ativina, que regula a massa óssea. O objetivo é melhorar a massa muscular e óssea simultaneamente.

Lee e Germain-Lee tiveram a chance de realizar o experimento em dezembro de 2019 com o lançamento da 19ª missão de reabastecimento de carga da SpaceX para a estação espacial. No dia do lançamento, o casal observou nervosamente o foguete na plataforma. Quando a contagem regressiva chegou a zero, a enormidade do momento atingiu Germain-Lee. "Assistindo ao lançamento, Eu simplesmente comecei a chorar. E não apenas chorando um pouco. Comecei a soluçar. Deve ter sido a emoção de 20 anos de trabalho saindo de uma vez, "Germain-Lee disse." De uma perspectiva profissional, é muito gratificante trabalhar em algo que sei que beneficiará meus pacientes. De uma perspectiva pessoal, fazer isso com Se-Jin tem sido tremendamente satisfatório. "

No espaço, os astronautas usaram o densitômetro ósseo para ver como os ossos dos ratos estavam respondendo à microgravidade. "Durante o dia, Eu poderia me concentrar em outras coisas, mas quando fui para a cama, tudo que eu conseguia pensar era nos ratos, "Germain-Lee disse." Depois que a cápsula voltou, tivemos que esperar até que os ratos estivessem de volta ao laboratório. "

A espaçonave SpaceX Dragon retornou à Terra em janeiro de 2020, carregando os ratos entre as muitas investigações de pesquisa e suprimentos da estação. Com os ratos em casa, o par entrou em modo de análise de dados. Os resultados parecem promissores, e o casal já está pensando nos próximos passos e em como desenvolver a pesquisa. Este estudo pode apoiar o desenvolvimento de terapias para uma ampla gama de condições que causam perda muscular e óssea na Terra e no espaço. "Se isso se concretizar como um tratamento em humanos, seria um sonho tornado realidade, "diz Germain-Lee.