Los supermicrobios mutantes son una amenaza para la vida humana en el espacio

Si alg¨²n d¨ªa llegamos a habitar fuera de la Tierra, llevaremos a otras especies con nosotros; por ejemplo, animales y plantas para alimentarnos. Pero tambi¨¦n nos acompa?ar¨¢n infinidad de polizones no invitados: bacterias, hongos y otros microorganismos. Lo que les suceder¨¢ a estos microbios en entornos extraterrestres a¨²n es una inc¨®gnita. Desde hace a?os, varias investigaciones utilizan la Estaci¨®n Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en ingl¨¦s) como campo de pruebas para estudiar los efectos del espacio sobre estos diminutos seres. Y lo que est¨¢n descubriendo es, cuando menos, inquietante: algunos microbios se vuelven m¨¢s peligrosos.

La historia de los microbios en el espacio es antigua: desde 1935, los cient¨ªficos comenzaron a enviar microorganismos en globos estratosf¨¦ricos. Despu¨¦s siguieron los sat¨¦lites no tripulados y las misiones orbitales y lunares. La ISS ha servido como laboratorio microbiano durante su cuarto de siglo de existencia. En 2006, un equipo de investigadores dirigido desde la Universidad Estatal de Arizona (EE UU) envi¨® en el transbordador Atlantis unos cultivos de la bacteria Salmonella typhimurium, la vieja conocida de las intoxicaciones por mayonesa en mal estado o tortilla poco hecha. Lo que los cient¨ªficos descubrieron fue que ¡°las muestras espaciales exhib¨ªan mayor virulencia¡±, escrib¨ªan al a?o siguiente en la revista PNAS.

Analizando qu¨¦ hac¨ªa a estas bacterias espaciales m¨¢s infecciosas que sus primas aqu¨ª en la Tierra, los investigadores encontraron la responsable ¨²ltima: una prote¨ªna llamada Hfq cuya alteraci¨®n afectaba a otras 73 prote¨ªnas. Los cient¨ªficos confirmaron en simulaciones terrestres que la microgravedad del espacio reduce el roce del medio l¨ªquido con la bacteria, algo parecido a lo que sucede cuando infecta al organismo.

La salmonela se volv¨ªa m¨¢s infecciosa porque cre¨ªa estar en el intestino. Como dec¨ªa entonces la directora del proyecto, Cheryl Nickerson, las bacterias ¡°son listas: responden a una se?al ambiental que ven durante el curso natural de una infecci¨®n¡±. Nickerson y sus colaboradores vieron que este efecto pod¨ªa neutralizarse variando la composici¨®n del medio.

El microbioma de la ISS

El problema es infinitamente m¨¢s complejo. Por un lado, la microgravedad es solo uno de los factores del ambiente espacial que afectan a los microbios. Otro es una radiaci¨®n mayor que en la Tierra. Adem¨¢s, experimentos como los de Nickerson se realizan en condiciones controladas sobre bacterias en cultivo. Sin embargo, dado que el ser humano transporta consigo millones de microbios, estos tambi¨¦n han hecho de la ISS su hogar.

Desde 2015, el proyecto Microbial Tracking de la NASA comenz¨® a catalogar el microbioma de la estaci¨®n, descubriendo una veintena de bacterias causantes de enfermedades. La investigaci¨®n se ampli¨® posteriormente a los microbios presentes en los tripulantes y al estudio de las mutaciones capaces de aumentar la virulencia de estos microorganismos.

Adem¨¢s de la NASA, otras agencias espaciales participantes en la ISS han emprendido sus propios proyectos. BioRisk y TEST, de la agencia espacial rusa Roscosmos, han analizado los microbios y sus cambios gen¨¦ticos en las superficies de la estaci¨®n, encontrando tambi¨¦n bacterias en el exterior que podr¨ªan haber sido transportadas desde la atm¨®sfera, o bien en las naves. La agencia japonesa JAXA ha examinado las poblaciones de bacterias y hongos.

Las investigaciones han descubierto que en la estaci¨®n predominan los microbios de la piel, sobre todo bacterias Staphylococcus y hongos Malassezia, pero tambi¨¦n que el microbioma de los astronautas cambia durante la estancia en la ISS y que proliferan otros microorganismos menos comunes. Sin duda lo m¨¢s llamativo, y que se deriva de diversas investigaciones, es que los microbios se adaptan a la vida en el espacio, volvi¨¦ndose m¨¢s agresivos: tienden a formar biofilms, masas de c¨¦lulas unidas por una especie de moco que las protege, y adem¨¢s desarrollan resistencia a antibi¨®ticos.

En 2018 se detectaron en la ISS varias cepas resistentes a antibi¨®ticos de Enterobacter bugandensis, una bacteria descrita por primera vez en 2011 en una maternidad de Tanzania, donde caus¨® infecciones neonatales graves. Los cient¨ªficos han vigilado la evoluci¨®n de estos microbios para evitar que amenacen la salud de los astronautas. En 2024, investigadores del Microbial Tracking de la NASA y del Instituto Indio de Tecnolog¨ªa en Madr¨¢s (IIT) analizaron 13 de estas cepas, descubriendo que las condiciones de estr¨¦s de la estaci¨®n favorecen la proliferaci¨®n de mutantes. ¡°Los microbios contin¨²an sorprendi¨¦ndonos al crecer en las condiciones m¨¢s extremas¡±, comenta el codirector del proyecto Karthik Raman, del IIT.

Supervivientes extremos

El estudio ha identificado genes clave y posibles mecanismos moleculares que llevan a estas bacterias a fortalecerse en el espacio, ayud¨¢ndose de otros microbios. ¡°Nuestra investigaci¨®n descubre las interacciones en la comunidad microbiana mediante las cuales ciertos microorganismos benignos ayudan a adaptarse y sobrevivir al pat¨®geno oportunista humano E. bugandensis¡±, apunta el codirector del estudio en la NASA, Kasthuri Venkateswaran.

Venkateswaran y sus colaboradores han examinado cinco nuevas especies bacterianas recogidas en la ISS y han comparado sus genomas con los de sus parientes m¨¢s pr¨®ximos en la Tierra, encontrando un patr¨®n que se repite: los microbios espaciales muestran adaptaciones a la microgravedad y otras que mejoran la reparaci¨®n del ADN expuesto a la radiaci¨®n. Y aunque se desconoce el potencial patog¨¦nico de estas especies, las mutaciones podr¨ªan aumentar su virulencia mediante la formaci¨®n de biofilms y la evasi¨®n del sistema inmunitario.

Seg¨²n Venkateswaran, estos hallazgos pueden ayudar a dise?ar contramedidas para luchar contra los pat¨®genos oportunistas. Pero los retos que plantean son enormemente mayores que la salud de los astronautas: si llega el d¨ªa en que el ser humano deje por fin de vivir en su cuna terrestre, como dec¨ªa el pionero aeroespacial Konstantin Tsiolkovsky, ?c¨®mo resolveremos el problema de la contaminaci¨®n microbiana? Proyectos como el revestimiento antimicrobiano desarrollado por Boeing, y que actualmente se prueba en la ISS, buscan evitar que viajemos por otros mundos sembrando supermicrobios que podr¨ªan ser, para los colonos espaciales, la aut¨¦ntica amenaza extraterrestre.