As viagens espaciais para a Lua, Marte e além podem expor os astronautas a condições extremas, causando possíveis problemas de saúde. Para se preparar para futuras missões de longa duração, a NASA estuda como os efeitos do espaço – mudanças na gravidade, radiação e mais – impactam “organismos modelo” ou outros tipos de vida biologicamente semelhantes aos humanos. Novas descobertas de um estudo usando moscas da fruta na Estação Espacial Internacional sugerem que as viagens espaciais têm um impacto no sistema nervoso central, mas que a gravidade artificial fornece proteção parcial contra essas mudanças.
"A microgravidade apresenta riscos para o sistema nervoso central, sugerindo que contramedidas podem ser necessárias para viagens espaciais de longa duração", disse Janani Iyer, cientista do projeto Universities Space Research Association (USRA) no Centro de Pesquisa Ames da NASA no Vale do Silício, na Califórnia, e um autor no artigo publicado hoje em Cell Reports . "À medida que nos aventuramos de volta à Lua e a Marte, reduzir os efeitos nocivos da microgravidade será a chave para manter os futuros exploradores seguros. Este estudo é um passo na direção certa para explorar os efeitos protetores da gravidade artificial no espaço e entender a adaptação às condições da Terra após o retorno do espaço."

As moscas-das-frutas são o organismo ideal para esse tipo de pesquisa devido às suas semelhanças com os humanos. Há uma quantidade significativa de sobreposição entre os processos celulares e moleculares de moscas e humanos. Quase 75% dos genes que causam doenças em humanos são compartilhados por moscas-das-frutas, o que significa que quanto mais aprendemos sobre as moscas-das-frutas, mais informações os cientistas têm para investigar como o ambiente espacial pode afetar a saúde humana. As moscas também têm uma expectativa de vida muito mais curta – cerca de dois meses e se reproduzem em duas semanas. As três semanas que as moscas passam no espaço equivalem a cerca de três décadas da vida de um ser humano, dando aos cientistas mais informações biológicas em um período de tempo mais curto.

Compreendendo a gravidade da situação

Neste estudo, os cientistas enviaram moscas para a estação espacial em uma missão de um mês em um hardware recém-desenvolvido chamado Multi-use Variable-gravity Platform (MVP), capaz de abrigar moscas em diferentes níveis de gravidade. As moscas neste hardware tiveram acesso a alimentos frescos enquanto viviam e se reproduziam. Ao usar compartimentos distintos, o MVP permitiu que diferentes gerações de moscas fossem separadas. Na estação espacial, um grupo de moscas da fruta experimentou microgravidade semelhante às suas contrapartes humanas. Outro grupo foi exposto à gravidade artificial simulando a gravidade da Terra na estação espacial usando uma centrífuga – um instrumento que gira para simular a gravidade. Enquanto na estação espacial, câmeras no hardware registraram o comportamento desses "flyonautas". Em diferentes momentos, algumas das moscas foram congeladas e retornaram à Terra para estudar sua expressão genética.

Depois que as moscas retornaram à Terra, a bordo de uma cápsula SpaceX Dragon que caiu no Oceano Pacífico, as moscas foram trazidas de volta a Ames para análise posterior. Após a chegada, os cientistas da Ames trabalharam ininterruptamente por dois dias para separar as moscas e realizar testes comportamentais e bioquímicos. As mesmas análises foram executadas em um conjunto de moscas mantidas na Terra como um experimento de controle, para fornecer uma linha de base para comparar os dados dos "flyonautas".

Este estudo foi um dos primeiros de seu tipo a adotar uma abordagem integrada de como o ambiente espacial afeta o sistema nervoso. Os cientistas analisaram o comportamento das moscas observando o movimento das moscas enquanto elas se moviam em seu habitat, mudanças no nível celular no cérebro da mosca, como as modificações da expressão genética afetam o sistema nervoso e muito mais. As mudanças observadas vieram de muitas formas, algumas fáceis de ver simplesmente olhando para as câmeras incluídas nos compartimentos do MVP, outras que exigiam mais estudos sobre o retorno à Terra. Os comportamentos estudados incluíram atividade de vôo em voo e capacidade de escalar ao retornar à Terra. As moscas têm uma resposta natural para subir em seu contêiner quando tocadas, e isso foi usado como um teste de suas habilidades pós-voo. As moscas na microgravidade foram mais ativas do que as da gravidade artificial da Terra, mas também mostraram dificuldade durante este teste de escalada após o retorno à Terra.

Uma análise mais aprofundada no solo imediatamente após o voo revelou alterações neurológicas em moscas expostas à microgravidade. À medida que as moscas se acostumaram a voltar à Terra após sua jornada, as moscas que experimentaram a gravidade artificial no espaço envelheceram de maneira diferente. Eles enfrentaram desafios semelhantes, mas menos severos, para as moscas que estavam em microgravidade.

Abrindo caminho para estudos futuros

Os resultados deste estudo sugerem que o voo espacial causa estresse nas células da mosca que levam a impactos comportamentais e neurológicos negativos, bem como alterações na expressão gênica no cérebro da mosca. No entanto, o uso da gravidade artificial pode aliviar temporariamente as dificuldades que a microgravidade no espaço causa no sistema nervoso de uma mosca da fruta, mesmo que ainda haja complicações de saúde a longo prazo.

Como as moscas da fruta e os humanos são organismos muito diferentes, apesar de suas sobreposições genéticas, esses resultados não podem falar diretamente sobre o que os humanos experimentarão ao longo da vida no espaço - mas abrem o caminho para os cientistas acompanharem ao projetar maneiras de proteger os astronautas como eles viajam para destinos com uma variedade de níveis de gravidade no futuro.

"Com as próximas missões espaciais de longa duração, onde os astronautas serão expostos a vários níveis de gravidade, é imperativo que entendamos os impactos da gravidade alterada na função neurológica", disse o Dr. Siddhita Mhatre, cientista sênior da KBR Wyle. em Ames e um autor do artigo publicado. "Se pudermos usar a gravidade artificial para retardar os déficits relacionados ao espaço, talvez possamos estender os prazos das futuras missões. E voar no espaço, ao lado dos astronautas, ajudará a aumentar nossos esforços para manter os astronautas saudáveis". + Explorar mais

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