A ficção científica está se transformando em realidade. Com os planos da humanidade de retornar à lua nesta década e mais ambições de viajar a Marte na próxima, precisamos descobrir como manter os astronautas saudáveis ​​para essas missões de anos. Uma solução há muito defendida pela ficção científica é a animação suspensa, ou colocar humanos em um sono de hibernação durante o tempo de viagem.

Podemos recorrer à natureza em busca de orientação e uma solução potencial para este desafio.

Está frio e escuro lá fora

O espaço é implacável. Neste vazio congelante de escuridão, não há oxigênio, sem gravidade e sem proteção contra a chuva constante de radiação cósmica. Os humanos evoluíram sob uma atração gravitacional constante - então, quando você coloca pessoas no espaço, coisas estranhas e perigosas acontecem com seus corpos.

Contudo, cientistas e engenheiros que trabalham com astronautas na Estação Espacial Internacional inovaram e continuam a resolver esses problemas. Por exemplo, sabemos que o voo espacial leva à perda de densidade muscular e óssea, já que nossos ossos e músculos não precisam trabalhar contra a força da gravidade para nos mover.

Mas ainda não sabemos como lidar com outras questões médicas relacionadas ao espaço, incluindo alterações do sistema imunológico, problemas de visão e bombardeio com radiação cósmica perigosa.

Esses desafios fisiológicos são combinados com as dificuldades tecnológicas de enviar vários humanos nessas longas missões, onde enfrentam complicações logísticas de empacotar e alocar provisões e suprimentos suficientes, bem como questões sociais de lidar com o isolamento extremo no espaço profundo.

Colocando o corpo em pausa

Animação suspensa e biostase podem provocar imagens de ficção científica de humanos em cápsulas de sono criogênico. Se pudéssemos colocar os humanos em um estado de animação suspensa diminuindo muito ou mesmo interrompendo totalmente a atividade metabólica, poderíamos aliviar os problemas em torno das viagens espaciais:tempo, preocupações com a saúde, tamanho da espaçonave e alocação de suprimentos.

Mas como podemos colocar os humanos em hibernação com segurança e, em seguida, trazê-los de volta quando chegar a hora certa, sem arriscar a perda de músculos e ossos, para citar alguns desafios? Essas são questões que o Departamento de Defesa dos Estados Unidos e outras agências espaciais estão explorando ativamente.

Animais que passam o inverno em estados de animação suspensa - hibernação - não sofrem perda significativa de músculos e ossos. Sua existência e capacidade de desligar reversivelmente processos biológicos aparentemente necessários para a vida podem muito bem ser a chave para a criação das condições necessárias para a estratégia de hibernação humana que poderia pavimentar nosso caminho para sobreviver a longas viagens interestelares para estrelas distantes.

Na verdade, o uso de biostase já foi proposto para o transporte de um grande número de viajantes para Marte, onde os membros da tripulação serão alimentados com líquidos nutricionais totais especialmente formulados enquanto "dormem".

Animais modelo?

Como traduzimos a hibernação em animais para hibernação em humanos? Trabalhos recentes descobriram essa habilidade em animais que são evolutivamente semelhantes aos humanos:primatas hibernando. O que é único sobre esses primatas é que eles podem entrar em estado de hibernação quando os recursos são escassos e as temperaturas tornam-se baixas, e fazê-lo sem baixar seriamente a temperatura corporal.

Uma das forças motrizes por trás dessa habilidade extrema são os microRNAs - pequenos pedaços de RNA que agem como silenciadores de genes moleculares. MicroRNAs podem regular a expressão gênica sem alterar o código genético em si. Ao estudar a estratégia de microRNA que esses animais usam, podemos explorar esse botão liga / desliga genético para rápido, alterações reversíveis que podem ajudar na hibernação em humanos.

Nosso trabalho com lêmures camundongos cinzentos (Microcebus murinus) mostra como os microRNAs controlam quais processos biológicos permanecem ativos para proteger o animal e quais são desligados para economizar energia. Alguns desses microRNAs foram encontrados para combater a perda de massa muscular durante a hibernação. Outros papéis parecem envolver a prevenção da morte celular, desacelerar ou interromper o crescimento celular desnecessário, e mudar o estoque de combustível de açúcares consumidos rapidamente para gorduras de queima lenta.

Embora os microRNAs sejam uma via promissora de pesquisa, eles são apenas uma peça do quebra-cabeça. Nosso laboratório também está investigando outros aspectos de como os primatas hibernam, como esses lêmures protegem suas células do estresse, controlar os níveis globais de genes e como eles armazenam energia suficiente para sobreviver à hibernação.

Nosso laboratório também analisa como os microRNAs estão ajudando os animais a sobreviver a outros estresses ambientais extremos, incluindo o congelamento, privação de oxigênio e calor, climas secos. Não há estresse mais extremo do que o vácuo do espaço, e esperamos que nossa pesquisa contribua para as novas intervenções baseadas em RNA que estão ganhando atenção e emergindo como terapias humanas viáveis.

O espaço está ao nosso alcance, e estudar o que já está na Terra nos ajudará a chegar lá.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.