20 anos de pesquisa humana na Estação Espacial Internacional

 

20 anos de pesquisa humana na Estação Espacial Internacional

Esta segunda-feira, 2 de novembro de 2020, o mundo comemorou duas décadas de presença humana na Estação Espacial Internacional. Para assinalar esta data, a ESA apresenta um resumo de 20 anos de pesquisas europeias no espaço, dando destaque à investigação relacionada com o ser humano.

A coordenadora de investigação em voos espaciais da ESA, Jennifer Ngo-Anh, explica as vantagens da investigação na Estação Espacial: “Normalmente fazemos três tipos de experiências: as que não podem ser realizadas na Terra, experiências com vista a compreender e melhorar a saúde dos astronautas, e outras que explorem a particularidade de estarmos a enviar seres humanos em perfeitas condições físicas e mentais para um ambiente novo e stressante.”

“Como se pode ver na lista abaixo, estas investigações estão a ajudar-nos a explorar em maior profundidade o Sistema Solar, mas os novos conhecimentos e a tecnologia que desenvolvem são um benefício para as pessoas na Terra – os voos espaciais são motores de engenho.”

Aqui ficam 20 exemplos de experiências e estudos realizados em duas décadas:

Brain-DTI (Diffusion Tensor Imaging)
Este estudo realiza imagens de difusão por ressonância magnética ao cérebro dos astronautas para medir a “plasticidade” ou a rapidez com que os cérebros se adaptam a novas situações. A conclusão tranquilizadora é que os cérebros se adaptam surpreendentemente bem, embora os resultados indiquem que os efeitos da ausência de gravidade marcam o cérebro para sempre.

42 é a resposta
O instrumento Biolab no laboratório Columbus foi usado para investigar o tempo que as células imunes de mamíferos levam a adaptar-se à microgravidade: 42 segundos. Por coincidência, a resposta para a pergunta fundamental sobre a vida, de acordo com Douglas Adams no livro À Boleia Pela Galáxia, e também o número da expedição à Estação Espacial que realizou a experiência!

Ritmos circadianos
Este estudo monitoriza a temperatura corporal de um astronauta para conhecer o nosso relógio interno. Foi projetado e comercializado na Terra um novo termómetro não invasivo, obtendo resultados que surpreenderam os investigadores ao mostrar um aumento continuado na temperatura corporal.

Células endoteliais
A investigação das células que revestem os nossos vasos sanguíneos está a ajudar a compreender como e porquê elas se contraem e expandem, e porque, na Terra, a sua funcionalidade se reduz na velhice.

Crescimento de vasos sanguíneos
Fazer crescer novos vasos sanguíneos no espaço? Sim. Esta experiência tirou partido da microgravidade para desenvolver novos tecidos artificiais tridimensionais. Na Terra, a gravidade torna estas estruturas 3D mais difíceis de serem conseguidas em laboratório.

Dormir melhor
Dormir é importante e estar alerta ainda mais, para quem está a realizar manobras de acoplagem de duas naves espaciais a muitos milhões de quilómetros da Terra. Mas como se pode garantir que os astronautas tenham uma boa noite de sono quando o Sol, visto da Estação Espacial Internacional, se põe 16 vezes por dia? Até agora, a resposta tem sido estrutura, luz e ajudas químicas, se necessário, e estas descobertas também se aplicam aqui na Terra.

Vessel-ID
Este teste não é uma investigação em humanos, mas literalmente já salvou vidas. O instrumento de monotorização de tráfego global Vessel-ID foi testado fora do laboratório Columbus e detetou um sinal de emergência emitido por um navio de pesca; as autoridades de busca e salvamento foram então notificadas. O que aprendemos com esta experiência está agora a ser usado num satélite.

Sistema imunitário stressado
O estudo Immuno adotou uma abordagem holística para investigar o stress, utilizando questionários, amostras de sangue e medidas da temperatura dos astronautas, mostrando que o sistema imunitário fica descontrolado. Por necessidade, os investigadores desenvolveram novos métodos de analisar pequenas amostras de sangue, de modo a não gastarem as reservas dos astronautas. O hardware e os métodos usados estão agora a ser partilhados com a comunidade médica para auxiliar no cuidado a recém-nascidos em risco, que têm ainda menos reservas de sangue para análise.

Osteoporose – o sal não é bom
Os astronautas sofrem osteoporose acelerada durante os voos espaciais. Esta doença custa à Europa cerca de 25 mil milhões de euros por ano e em geral afeta os idosos, resultando em ossos frágeis que se quebram em quedas. Estudos realizados em astronautas mostraram que a acidez no corpo acelera a perda de massa óssea e que é possível neutralizar essa acidez comendo menos sal ou tomando comprimidos de bicarbonato como uma medida preventiva simples. Na Terra, um estudo deste tipo levaria décadas até ter resultados, mas o envelhecimento acelerado observado em astronautas permite uma investigação mais rápida.

Tomografia óssea 3D
No acompanhamento mais detalhado dos estudos referidos no ponto anterior, os estudos EDOS-1 e 2 contribuíram para melhorar a tomografia de alta resolução de modo a analisar a estrutura mais fina dos ossos dos astronautas. O scanner Xtreme CT que a ESA ajudou a desenvolver permite avaliar a arquitetura microscópica dos ossos e sua resistência.

Fermento
Outra experiência realizada com o Biolab investigou estirpes de leveduras que foram usadas para fazer pães e bebidas fermentadas ao longo de séculos. Sem surpresa, em microgravidade a levedura mostrou sinais de stress e teve dificuldade em construir as paredes celulares. As células direcionaram a sua energia para se repararem e cresceram mais devagar. Analisando as estirpes que tiveram melhor desempenho em microgravidade, os investigadores conseguiram identificar genes que poderão ser usados ​​em missões espaciais mais longas.

5-LOX
A enzima 5-LOX regula a esperança de vida das células humanas. A maioria das células humanas divide-se e regenera-se, mas o número de vezes que uma célula se replica é limitado. Investigadores italianos queriam descobrir de que modo esta enzima estava a afetar a saúde dos astronautas e descobriram que, no espaço, as células mostravam mais atividade 5-LOX do que as amostras centrifugadas, pelo que esta enzima pode estar a desempenhar um papel no enfraquecimento do sistema imunitário. A enzima pode ser bloqueada com medicamentos já existentes, e o uso destas descobertas para melhorar a saúde humana é uma realidade muito próxima.

Descobrindo a chave
Um estudo semelhante colocou células do sistema imunitário no espaço através de gravidade artificial e mostrou que um transmissor específico nas células, o Rel/NF-kB, pára de funcionar na ausência de gravidade. O estudo de células na Estação Espacial Internacional está a colocar os investigadores no caminho certo para descobrir a chave do funcionamento do nosso sistema imunitário. A indústria farmacêutica pode ainda descobrir os genes que precisam de ser ativados para combater doenças específicas e desenvolver anticorpos feitos sob medida.

Olhos laser
Para onde olham os astronautas no espaço? Uma pergunta simples, mas para se conseguir uma resposta a equipa de investigação por trás desta experiência precisou de seguir os olhos dos astronautas constantemente. Com esse objetivo, foi desenvolvido um novo hardware, que agora é utilizado em quase todas as cirurgias oftalmológicas por laser na Europa, onde a precisão cirúrgica é fundamental.

Diagnóstico à distância
Manter um astronauta em forma e saudável é muitas vezes tarefa de um médico em Terra. Nem todos os astronautas podem ser médicos. Assim sendo, para o diagnóstico e também para a investigação são necessárias máquinas pequenas e fáceis de usar. Foram feitos grandes avanços nas últimas duas décadas em máquinas de ultrassons, monitores de frequência cardíaca, termómetros, bem como na operação e envio de dados para profissionais médicos a muitos milhares de quilómetros de distância. A instrumento de telemedicina Tempus Pro é o culminar de tudo isto e pode ser usada com igual eficácia em todo o nosso planeta.

Manter-se forte
Ter músculos fortes já é um trabalho árduo em Terra e é ainda mais difícil no espaço, onde certos músculos usados ​​para andar ou nos sentarmos não são necessários na ausência de peso, os chamados “músculos antigravidade”. Os estudos mostraram que os astronautas sofrem uma perda de até 20% de massa muscular apenas em missões de curta duração, o que é muito preocupante quando falamos de chegar a Marte após um voo de nove meses. O estudo de Biópsia Muscular está a investigar como as células comunicam (vias de sinalização). Os investigadores suspeitam que a comunicação celular está ligada ao sensor de gravidade e que as células comunicam menos no espaço. O estudo está ainda a decorrer, mas a equipa já tem imagens de biópsias musculares que mostram espaços aumentados de tecido intramuscular após um voo espacial, uma confirmação inicial da sua hipótese.

Saúde pulmonar
Como se adaptam os pulmões aos voos espaciais? Este estudo, liderado pela Suécia, colocou astronautas na câmara de vácuo da Estação Espacial e bombeou ar para reduzir a pressão, mostrando resultados surpreendentes nos níveis de óxido nítrico exalado. Os investigadores desenvolveram um medicamento com efeito seletivo único na circulação pulmonar. O medicamento dilata os vasos sanguíneos e neutraliza os perigosos aumentos da pressão sanguínea local. Na Lua e em Marte, os pulmões dos astronautas podem ficar facilmente irritados ou inflamados devido a partículas de poeira, uma vez que elas não assentam no solo, mas circulam indefinidamente.

Envelhecimento
O nosso cérebro está em constante mudança – os nervos e as células de ligação reorganizam-se a cada nova experiência, mas com a avançar da idade vão perdendo essa capacidade. No estudo Neurospat, os cientistas investigaram os cérebros dos astronautas para tentar perceber como eles se adaptam aos novos ambientes, e desenvolveram novas ferramentas para testar a cognição espacial que serão uma grande ajuda para combater o envelhecimento cerebral.

Os humanos são mais limpos do que se pensava
Há vinte anos que os humanos vivem na Estação Espacial Internacional fechada – sem um chuveiro para se poderem lavar. Na Terra, não existe nenhum lugar assim, onde se possa investigar como evoluem e vivem as bactérias num ambiente tão fechado. A preocupação com o crescimento descontrolado de bactérias está sempre presente, mas parece que a coisa não é assim tão má, com cerca de 55 tipos de bactérias em equilíbrio saudável na Estação Espacial. Isto não significa que a investigação esteja a ser feita em materiais fáceis de limpar que irão manter as bactérias sob controlo.

Misturas
Esta série de estudos tem por base a física, mas observar como os líquidos se misturam a nível molecular está a contribuir para melhorar a vida útil dos medicamentos na Terra. Os estudos SODI observam dois líquidos juntos em ausência de gravidade. Como os dois líquidos se misturam constantemente e interferem um com o outro, os resultados são interessantes para empresas que desenvolvem medicamentos à base de anticorpos que são manifestamente conhecidos por serem líquidos instáveis.

Esta é apenas uma pequena seleção de estudos europeus levados a cabo na Estação Espacial Internacional que se focam na investigação humana. Desde que foi lançado o primeiro módulo, foram realizadas pela ESA cerca de 400 investigações, e milhares de outras foram lideradas pelas restantes quatro agências espaciais que trabalham juntas para manter a estação em órbita: a NASA, dos Estados Unidos, a Roscosmos, da Rússia, a JAXA, do Japão, e Agência Espacial do Canadá.

Com a Estação Espacial programada para continuar ativa por muitos mais anos, este laboratório exclusivo promete um futuro brilhante para a investigação. “Ouvimos investigadores e empresas e estamos a tornar a investigação espacial mais acessível, por exemplo, através de empresas que oferecem serviços para projetar, construir, tripular e realizar experiências num pacote completo,” disse Jennifer.

“As investigações realizadas na Estação Espacial trazem quase sempre resultados surpreendentes, que permitem aprofundar o conhecimento do mundo e da humanidade com benefícios para todos nós. Ao longo de 20 anos, temos trabalhado na vanguarda, onde a ciência e a engenharia se encontram, e espero poder ver muitos mais anos de experiências e resultados interessantes.”

Fonte da notícia: ESA

Tradução: Teresa Direitinho

 

20 years of human research on the International Space Station

As the world celebrates two decades of humans in orbit around Earth on the International Space Station, this month’s science summary will look back not at four weeks of European research in space, but 20 years – with a focus on human research, naturally.

In November 2000 the first human entered the two-module International Space Station and ESA ran its first experiment just three months later.

ESA’s human spaceflight research coordinator Jennifer Ngo-Anh explains the benefits of Space Station research […] Read the original article at ESA site