Envejecimiento en el espacio: chips de órganos revelan el inflammaging

En 1961, Yuri Gagarin se convirtió en la primera persona en volar al espacio. Regresó después de solo 108 minutos y sobrevivió. Pero cuando comenzaron los vuelos más largos, los investigadores descubrieron algo preocupante: el cuerpo humano no está diseñado para la vida sin gravedad. Después de varios meses en el espacio, los astronautas regresan con músculos atrofiados, huesos que han perdido un 1-1.5% de su densidad por mes, visión dañada y sangre llena de marcadores inflamatorios. En cierto modo, llevan signos de desgaste que recuerdan a un cuerpo mucho mayor que su edad cronológica.

Esta paradoja ha convertido al espacio en uno de los laboratorios más interesantes del mundo para estudiar el envejecimiento. Si procesos que toman años en la Tierra ocurren en el espacio en días y semanas, se pueden observar en tiempo real. Investigadores de Cedars-Sinai lanzaron a la Estación Espacial Internacional chips de órganos y pequeños organoides con células humanas vivas, para estudiar específicamente el proceso conocido como inflammaging.

El envejecimiento en el espacio no es solo una cuestión académica. La NASA planea misiones más largas a Marte, que implican una larga estancia en ingravidez. Si no entendemos cómo frenar este envejecimiento acelerado, los astronautas no regresarán en condiciones razonables. Pero mucho más importante: los mismos mecanismos también operan en nosotros, solo que más lentamente. El espacio los ilumina.

¿Qué son los chips de órganos y por qué son innovadores?

Un chip de órgano (Organ-on-a-Chip) es un dispositivo diminuto que simula la función de un órgano humano en un chip del tamaño aproximado de una tarjeta de crédito. El dispositivo contiene:

• Células humanas vivas: generalmente células epiteliales, endoteliales y células típicas del órgano, organizadas en una estructura tridimensional.
• Canales microfluídicos: tubos de decenas de micras de ancho, por donde fluyen medios celulares, nutrientes y fármacos.
• Sensores: miden pH, oxígeno, expresión génica y marcadores inflamatorios en tiempo real.
• Sistema de presión y movimiento: simula flujo sanguíneo, respiración, latidos cardíacos u otra acción fisiológica.
• Conexión entre chips: se pueden conectar varios chips juntos para un modelo más complejo.

La tecnología comenzó en 2010 en el Wyss Institute de Harvard: Dan Huh y Donald Ingber publicaron en Science el primer chip de pulmón (Lung-on-a-Chip), que demostró fisiología pulmonar y respuesta inflamatoria en un chip. Desde entonces, la tecnología ha madurado y los chips pueden imitar el corazón, los pulmones, el hígado, los riñones, el intestino e incluso tejidos del sistema inmunológico. Además de los chips, los investigadores también cultivan organoides: grupos tridimensionales de células que se organizan como tejido en miniatura.

La ventaja crítica: se pueden estudiar procesos de envejecimiento humanos sin probar en personas y sin las limitaciones de modelos animales que no siempre se parecen a los humanos.

¿Qué es el inflammaging y por qué el espacio lo intensifica?

Inflammaging es un término acuñado por el investigador Claudio Franceschi y su equipo alrededor del año 2000. Describe un fenómeno que aparece en casi todos los ancianos: inflamación crónica de baja intensidad, no causada por infección o trauma. Los niveles de citoquinas inflamatorias (IL-6, TNF-α, CRP) aumentan lentamente pero de manera constante con la edad. Esta inflamación está relacionada con una parte considerable de las enfermedades de la vejez: Alzheimer, diabetes tipo 2, enfermedades cardíacas, cáncer y deterioro de la función inmunológica.

En el espacio, estos procesos inflamatorios parecen acelerados. Según los investigadores de Cedars-Sinai, cambios que toman años en la Tierra podrían aparecer en el espacio en días y semanas. Aquí hay algunos de los mecanismos propuestos:

1. Cambios en el citoesqueleto

Las células en la Tierra están constantemente luchando contra la gravedad. El citoesqueleto, una red de proteínas como actina y tubulina, se estira constantemente contra la fuerza. En microgravedad, la tensión desaparece y las células pierden parte de su forma tridimensional normal. Los investigadores sugieren que este cambio en la estructura física afecta las vías de señalización intracelular, incluida la vía NF-kB, un regulador central de la inflamación en el cuerpo.

2. Alteración de la señalización inmunológica

Las células inmunitarias, especialmente las células T y los macrófagos, son particularmente sensibles a la microgravedad. Estudios en astronautas indican un cambio en la función de las células inmunitarias y un aumento en la expresión de genes inflamatorios durante y cerca del vuelo. Algunos de estos cambios se asemejan al patrón observado en el envejecimiento inmunológico, incluso en personas relativamente jóvenes. Esta es una de las razones por las que el espacio sirve como un modelo rápido para estudiar el envejecimiento del sistema inmunológico.

3. Estrés oxidativo aumentado

El espacio está lleno de radiación cósmica: partículas de alta energía del sol y de otras galaxias. Fuera del escudo magnético de la Tierra, la exposición a la radiación puede ser significativamente mayor que en la superficie, dependiendo de la órbita y la duración de la estancia. Esta radiación produce radicales libres que dañan el ADN, los lípidos y las mitocondrias. El estrés oxidativo crónico es uno de los factores conocidos que contribuyen al inflammaging.

4. Función mitocondrial deficiente

Estudios en células en el espacio indican un deterioro en la función mitocondrial, incluida una disminución en la eficiencia de la producción de energía y un aumento en la fuga de electrones que genera más radicales libres. Las mitocondrias defectuosas envían señales de angustia que activan el sistema inmunológico innato, incluso sin un patógeno real. Esta es una inflamación "estéril", un mecanismo conocido en el envejecimiento también en la Tierra.

5. Acumulación de células zombi

Las células bajo estrés a menudo no mueren ni se renuevan, se convierten en células zombi (senescentes). Estas células secretan el SASP, una mezcla de citoquinas y factores inflamatorios que también ponen a las células vecinas en un estado inflamatorio. El entorno espacial puede acelerar la acumulación de células zombi, creando un bucle de retroalimentación de envejecimiento. Aquí es donde entran los fármacos senolíticos, cuyo objetivo es eliminar las células senescentes.

Las evidencias y el plan de Cedars-Sinai

Programa de organoides y chips de órganos en el espacio

El 24 de agosto de 2025, investigadores de Cedars-Sinai, en el marco del Instituto de Medicina Regenerativa de la institución, lanzaron células madre y chips de órganos a la Estación Espacial Internacional. El objetivo: crear por primera vez organoides de corazón y cerebro en el espacio, así como operar chips de órganos de corazón, cerebro e intestino para estudiar el inflammaging y las células senescentes. El experimento fue apoyado por la NASA y los NIH.

Los investigadores utilizaron líneas celulares del Allen Institute, diseñadas para portar marcadores luminosos que indican cuándo las células se convierten en células cardíacas o cerebrales. El fundamento: en microgravedad, las células flotan y se organizan naturalmente en una estructura tridimensional, algo difícil de replicar en la Tierra, donde las células tienden a aplanarse en una capa bidimensional. El Dr. Clive Svendsen, director ejecutivo del instituto, lidera el trabajo sobre organoides cerebrales, y su laboratorio se centra en enfermedades neurodegenerativas como ELA, Huntington y Parkinson.

Prueba de fármacos senolíticos contra el inflammaging

Una parte central del programa es la prueba de fármacos senolíticos, medicamentos que eliminan células senescentes, contra el inflammaging en los modelos espaciales. El equipo trabaja con el Dr. James Kirkland, director del Centro de Geroterapéutica Avanzada en Cedars-Sinai, uno de los pioneros en el campo de la senolíticos. La idea: si los procesos de envejecimiento se aceleran en el espacio, se puede probar rápidamente si una intervención logra frenarlos o revertirlos.

Estudio de Gemelos de la NASA: lo que realmente se encontró

En el clásico estudio de gemelos de la NASA, el astronauta Scott Kelly pasó aproximadamente un año en el espacio mientras su hermano gemelo Mark permaneció en la Tierra. Los hallazgos se publicaron en Science en 2019. Contrariamente a lo que se podría pensar, los telómeros de Scott en realidad se alargaron durante su estancia en el espacio, no se acortaron. Al regresar a la Tierra, se acortaron rápidamente y volvieron aproximadamente al nivel basal en unos seis meses.

Los investigadores también encontraron cambios en la expresión génica y marcadores epigenéticos, pero la mayoría de los cambios, aunque no todos, volvieron a la normalidad después del regreso. Alrededor de 50 de las 62 citoquinas medidas cambiaron de alguna manera en relación con el vuelo, aproximadamente la mitad aumentaron. La conclusión equilibrada: la estancia prolongada en el espacio se acompaña de estrés oxidativo, aumento de la inflamación y cambios metabólicos, pero el cuerpo muestra una flexibilidad notable y muchos de los cambios son reversibles. El estudio no mostró "7 años de envejecimiento epigenético" ni se midieron citoquinas 2.5 veces más que las del hermano.

¿Qué pasa con otros modelos de envejecimiento acelerado?

El espacio no es el único modelo de envejecimiento acelerado. Los investigadores lo comparan con varios otros modelos:

• Progeria: una enfermedad genética rara en la que los niños muestran signos de envejecimiento acelerado. Un modelo raro pero que no permite experimentos extensos.
• Radiación: pacientes con cáncer que han recibido radiación pueden mostrar signos de aceleración de los procesos de envejecimiento. Similar al espacio, pero sin el componente de microgravedad.
• Enfermedad crónica: VIH, diabetes, enfermedades autoinmunes. Todas están relacionadas con el inflammaging acelerado.
• Microgravedad simulada en la Tierra: reposo continuo o vuelo parabólico. Similar pero no idéntico al espacio real.
• Chips de órganos y organoides en el espacio: una combinación rara de alto control, relevancia humana y procesos acelerados. Esta es la combinación más interesante.

La ventaja del nuevo modelo: se pueden probar intervenciones en modelos humanos en condiciones controladas y obtener indicaciones más rápidamente. En la Tierra, el seguimiento de esos mismos procesos requeriría un tiempo mucho mayor.

¿Se pueden trasladar los hallazgos a la Tierra?

Una pregunta justa: si los mecanismos se aceleran en el espacio de manera artificial, ¿son relevantes para el envejecimiento "normal"? La respuesta es compleja:

• Ventaja: vías como NF-kB, mTOR y AMPK, que están involucradas en la respuesta al espacio, también son vías centrales en el envejecimiento normal.
• Desventaja: la intensidad de la radiación en el espacio puede ser muy diferente. Algunos cambios pueden deberse a daño en el ADN que no representa el envejecimiento cotidiano.
• Ventaja: los chips de órganos permiten una comparación directa entre células humanas en el espacio y en la Tierra en el mismo experimento.
• Desventaja: el modelo carece de un sistema nervioso central o sistemas de órganos completos e integrados.
• Ventaja: una intervención que logra frenar procesos inflamatorios en el modelo acelerado puede ser un candidato prometedor para probar también en la Tierra.

Los investigadores proponen el nuevo modelo como una pantalla para probar senolíticos y fármacos antiinflamatorios. Si un fármaco muestra efecto en los modelos espaciales, es una indicación alentadora de que vale la pena seguir probándolo en estudios en la Tierra. Sin embargo, es importante recordar que un modelo es un modelo, y un resultado en el laboratorio no es garantía de un resultado en humanos.

¿Qué se puede aprender de esta investigación?

Esta investigación no es directamente accesible para la mayoría de nosotros, pero hay algunas ideas prácticas que surgen de ella:

1. El inflammaging no es un destino inevitable: es un proceso activo sobre el que se puede influir. Vale la pena verificar los niveles de PCR en los análisis de sangre. Los niveles elevados de manera constante pueden indicar inflamación sistémica, y en ese caso, es recomendable consultar a un médico.
2. La actividad física es un arma contra la atrofia y la degeneración: una de las razones por las que los astronautas pierden músculo y hueso en el espacio es la falta de carga. El entrenamiento de carga regular ayuda a mantener el músculo y el hueso y se ha relacionado con una disminución de los marcadores de inflamación sistémica.
3. El ayuno intermitente activa la autofagia: la limpieza de desechos celulares puede ayudar a lidiar con las células dañadas. Los patrones de alimentación con restricción de tiempo se están estudiando en este contexto, pero adáptelos a su salud personal.
4. Omega-3 y polifenoles: el aceite de pescado, la curcumina, las verduras y las frutas coloridas se han relacionado con la reducción de marcadores inflamatorios como IL-6 y TNF-α. Es mejor obtenerlos de una dieta variada.
5. El sueño adecuado es antiinflamatorio: 7-9 horas de sueño de calidad se han relacionado con niveles más bajos de marcadores inflamatorios. Los estudios del sueño en astronautas muestran que dormir lo suficiente es un verdadero desafío en el espacio.
6. Siga el progreso de la investigación: el campo de la senolíticos (como fisetina o la combinación dasatinib + quercetina) y la metformina se están estudiando en ensayos clínicos. No comience medicamentos o suplementos por su cuenta, consulte a un médico.

La perspectiva más amplia

El espacio ofrece un espejo extraño: toma los procesos lentos de la vida humana, el envejecimiento que se desarrolla a lo largo de décadas, y puede acelerarlos a días y semanas. Esto no es casualidad. La gravedad ha sido parte del entorno evolutivo humano desde siempre. Las células de nuestro cuerpo, su citoesqueleto y sus vías de señalización se adaptaron a ello. Sin gravedad, algunos sistemas comienzan a fallar más rápido.

Pero eso es exactamente lo que nos ayuda. Si los procesos de envejecimiento pueden acelerarse en un entorno, es posible que sean más dinámicos de lo que pensábamos, sensibles al entorno y susceptibles de intervención. Los chips de órganos y organoides de Cedars-Sinai permiten probar en el espacio si los fármacos senolíticos y antiinflamatorios pueden ralentizar el proceso, y regresar con pistas útiles también para nosotros en la Tierra.

El gran mensaje es que el envejecimiento no es un evento, es un proceso activo y regulado. Cuanto mejor se comprenden los mecanismos, mayores son las posibilidades de encontrar formas de frenarlos. El espacio no es solo un destino, es una herramienta de investigación. Ilumina mecanismos que en la Tierra son difíciles de ver y permite probar intervenciones en condiciones únicas.

Referencias:
Cedars-Sinai - Inflammaging in Space: Studying Aging on Organ Chips
Cedars-Sinai Newsroom - Pioneering Creation of Organoids in Space (Aug 24, 2025)
The NASA Twins Study, Science 2019