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Experimentos con células madre en la Estación Espacial Internacional muestran un curioso contraste entre los efectos de la microgravedad en el corazón humano adulto y en la formación inicial de estructuras cardíacas cultivadas en laboratorio.
La microgravedad, conocida por provocar alteraciones en el sistema cardiovascular de los astronautas durante las misiones espaciales, puede tener un efecto diferente cuando el objetivo es producir tejidos cardíacos humanos a partir de células madre.
Investigadores del Cedars-Sinai, en Estados Unidos, observaron que los organoides cardíacos, estructuras tridimensionales que reproducen algunas características iniciales del corazón, se produjeron con mayor facilidad y en mayor cantidad a bordo de la Estación Espacial Internacional que en los sistemas utilizados en laboratorios en la Tierra.
El hallazgo expone un contraste estudiado por la medicina espacial.
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En el cuerpo humano ya formado, la ausencia casi total de gravedad altera la distribución de fluidos, reduce parte de la carga de trabajo del corazón y puede llevar a la pérdida de acondicionamiento muscular.
En células aún en desarrollo, sin embargo, ese mismo ambiente parece favorecer etapas de la organización celular, según los investigadores involucrados en los experimentos.
El descubrimiento fue presentado por Arun Sharma, director del Centro de Investigación en Medicina Espacial del Cedars-Sinai, durante la 46ª reunión anual de la International Society for Heart and Lung Transplantation, realizada en Toronto, Canadá.
Para el científico, la diferencia puede estar en el momento en que las células entran en contacto con la microgravedad.
“Por un lado, tienes cosas que ya han sido producidas antes siendo expuestas a la baja gravedad y potencialmente deteriorándose”, afirmó Sharma a Space.com. “Por el otro, estás de hecho creando esas cosas desde cero en el espacio. Es posible que el proceso de producción sea facilitado por la baja gravedad.”
La microgravedad altera el corazón de los astronautas
Durante las misiones espaciales, el cuerpo deja de responder a la gravedad como ocurre en la superficie de la Tierra.
Sin la referencia física de arriba y abajo, los fluidos corporales se redistribuyen.
Parte de la sangre que normalmente estaría más concentrada en las piernas pasa a desplazarse hacia regiones superiores del cuerpo, como la cabeza y el tórax.
Este cambio también afecta al corazón.
Como el órgano no necesita bombear sangre contra la gravedad de la misma manera, su musculatura puede perder acondicionamiento con el tiempo.
Investigaciones con astronautas y estudios con células cardíacas enviadas al espacio ya han señalado alteraciones en la contracción, el metabolismo y la forma del corazón en condiciones de microgravedad.
Este proceso no significa que el corazón deje de funcionar, pero indica que el sistema cardiovascular necesita adaptarse al ambiente espacial.
Por este motivo, la salud cardíaca de los astronautas es monitoreada antes, durante y después de las misiones.
En los experimentos liderados por Sharma, la cuestión analizada fue otra.
En lugar de observar solo tejidos ya formados, el equipo investigó el comportamiento de células humanas en fase de desarrollo cuando son expuestas a la microgravedad.
Mini-corazones humanos son organoides cardíacos
Los mini-corazones mencionados en la investigación no son órganos completos y no tienen capacidad de reemplazar un corazón humano.
Se trata de organoides cardíacos, pequeños agrupamientos celulares organizados en tres dimensiones, usados para reproducir aspectos básicos del tejido cardíaco en formación.
Estas estructuras son creadas a partir de células madre.
En muchos estudios actuales, los científicos utilizan células adultas, como las extraídas de la piel o de la sangre, y las reprograman en laboratorio para que regresen a un estado similar al de las células madre.
Luego, por medio de señales químicas específicas, estas células son dirigidas para transformarse en células cardíacas.
Con el avance del proceso, se agrupan, comienzan a organizarse y pueden presentar comportamientos asociados al tejido del corazón en desarrollo, incluyendo contracciones.
Este tipo de modelo se utiliza en investigaciones sobre enfermedades, pruebas de medicamentos y estudios sobre la formación del órgano.
En la Tierra, una de las estrategias para producir organoides a mayor escala implica el uso de biorreactores de suspensión.
Estos equipos mantienen las células flotando, una condición considerada útil para el crecimiento tridimensional.
Para ello, sin embargo, los sistemas necesitan agitarlas o girarlas continuamente.
Sharma afirmó que las células se benefician de este crecimiento en suspensión, pero pueden reaccionar al movimiento forzado.
“A las células les encanta ser cultivadas de esta manera. Pero para forzarlas a la suspensión, normalmente necesitas girarlas e introducir algún tipo de fuerza, que las células pueden percibir. Y no les gusta estar siempre agitadas de esa manera”, dijo.
La Estación Espacial Internacional permite células en suspensión
En la Estación Espacial Internacional, la suspensión ocurre sin la misma necesidad de rotación mecánica.
En microgravedad, las células permanecen flotando con menor interferencia de fuerzas externas utilizadas en equipos terrestres.
Este ambiente puede contribuir a un crecimiento más uniforme de los organoides, según los investigadores.
Sharma informó que los experimentos mostraron “un aumento muy significativo” en la producción de estas estructuras, pero no proporcionó cifras exactas porque los resultados aún no han sido publicados en un artículo científico revisado por pares.
Hasta el momento, el informe señala una posible aplicación de la microgravedad en la investigación en medicina regenerativa.
La propuesta no implica un uso clínico inmediato, sino la investigación de condiciones que permitan producir tejidos humanos con características diferentes a las obtenidas en laboratorio en la Tierra.
Cedars-Sinai ya investigaba cómo la microgravedad influye en las células humanas y los organoides.
En agosto de 2025, la institución informó que los investigadores trabajaban con organoides de corazón y cerebro derivados de células madre, con el objetivo de estudiar enfermedades y evaluar si la producción en microgravedad podría traer ventajas en relación con los métodos convencionales.
Tejidos cardíacos hechos en el espacio aún están en fase experimental
A pesar de los resultados descritos por el equipo, los minicorazones cultivados en el espacio aún no han sido utilizados en seres humanos.
Tampoco hay ensayos clínicos anunciados para aplicar este tipo de tejido directamente en pacientes a corto plazo.
Una de las líneas de estudio en el área involucra parches cardíacos producidos con células madre.
Estos parches se investigan como un posible recurso para personas con lesiones en el músculo del corazón, ya que el tejido cardíaco humano tiene una capacidad limitada de regeneración después de daños importantes.
Según Sharma, la microgravedad puede permitir la producción de parches más gruesos y resistentes, con menor riesgo de colapsar bajo su propia estructura en comparación con los cultivados en la Tierra.
Esta posibilidad, sin embargo, aún depende de validación experimental, pruebas de seguridad y evaluación por parte de los organismos reguladores antes de cualquier uso médico.
En una etapa más cercana a la práctica científica actual, los organoides cardíacos producidos en el espacio pueden servir para investigaciones con medicamentos.
Como estas estructuras reproducen parte del comportamiento del tejido humano, pueden ayudar a observar respuestas a fármacos, investigar mecanismos de enfermedades cardíacas y comparar el comportamiento de células con diferentes perfiles genéticos.
Este uso ocurre en un contexto de alta carga global de las enfermedades cardiovasculares.
Como estas enfermedades se encuentran entre las principales causas de muerte en el mundo, se estudian modelos experimentales más cercanos al tejido humano para reducir las diferencias entre los resultados obtenidos en laboratorio y las respuestas observadas en pacientes.
Investigación con células cardíacas tendrá nuevos envíos al espacio
El equipo de Sharma planea enviar nuevos experimentos con células cardíacas a la Estación Espacial Internacional en una misión de reabastecimiento de la NASA operada por SpaceX, la CRS-35, prevista para no antes de agosto.
El objetivo es ampliar la comprensión sobre el desarrollo de células humanas en microgravedad y evaluar en qué condiciones este ambiente puede ser utilizado para fabricar tejidos biológicos de forma controlada.
El costo de llevar materiales al espacio sigue siendo uno de los obstáculos para este tipo de investigación.
Además, cualquier aplicación médica requerirá la estandarización de los métodos, la repetición independiente de los resultados y la aprobación regulatoria.
Aun así, la órbita terrestre baja ofrece una condición física que no se reproduce de manera idéntica en laboratorios terrestres.
Para los científicos del área, esto permite observar procesos celulares bajo una perspectiva diferente a la disponible en un ambiente con gravedad normal.
El descubrimiento no indica que los trasplantes cardíacos hechos con tejidos espaciales estén cerca, ni que los mini-corazones artificiales estén listos para uso clínico.
El resultado presentado hasta ahora es más delimitado: un ambiente asociado a la pérdida de acondicionamiento del corazón adulto puede, en determinadas condiciones, favorecer la formación inicial de estructuras cardíacas humanas en laboratorio.
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