Lucen un trajecito a rayas color naranja y un corbatín negro, mientras miran a la cámara con una amplia sonrisa con la que celebran tres años de vida. Es 1967, la antesala de la llegada del hombre a la Luna, pero los gemelos Scott y Mark Kelly aún estaban muy lejos de sospechar que formarían parte de la historia de las conquistas del hombre en el espacio.

Después del arribo a la Luna, la NASA se ha planteado la llegada a Marte como la siguiente gran conquista espacial, que de hecho podría concretarse en dos décadas, pero antes de poder llegar a formar una colonia en el Planeta Rojo, el humano primero tendría que aprender a soportar el trayecto que duraría un poco más de dos años.

Es así que gradualmente las estancias de los astronautas han ganado tiempo y las investigaciones sobre las reacciones del cuerpo humano se han tornado más profundas.

En esta odisea es donde toman un papel histórico los hermanos Kelly. Criados en New Jersey por padres policias, los dos finalmente se convirtieron en astronautas, como muestra de que no sólo comparten genes, sino vocación profesional.

Mark decidió retirarse hace cuatro años, después de acumular 54 días en el espacio, mientras su gemelo ha permanecido 180 días en el espacio y esta cifra se sigue moviendo actualmente, pues la meta de su más reciente misión pretende sumarle otros 342 a su curriculum.

La finalidad en esta misión no es romper record de días en el espacio, sino tener nuevos parámetros de medición de los efectos en los organismos humanos.

La estadía de Scott Kelly en la Estación Espacial Internacional (ISS), tendrá un marco referencial sui generis en la Tierra, pues su hermano permanecerá en Estados Unidos efectuando su vida cotidiana, pero con un seguimiento similar sobre el estudio de su fisiología.

La idea es determinar con mayor claridad qué tipo de condicionantes ambientales son las que provocan mayores cambios en dos organismos genéticamente iguales.

Al principio Mark estaba un poco renuente de participar debido también a la historia personal que ha tenido que enfrentar. En 2011, su esposa, la congresista demócrata Gabrielle Giffords, sufrió un atentado en el que fallecieron seis personas, por lo que después de su recuperación decidieron distanciarse de la vida pública. Sin embargo esta era una oportunidad única para el Programa de Investigación Humana de la NASA, pues es la primera vez que unos gemelos pueden enriquecer los parámetros del estudio.

Scott viajó el pasado 27 de marzo en el Soyuz TMA-16M a la ISS. Lo acompañaron los cosmonautas rusos Gennady Padalka y Mikhail Kornienko. Este último será el único que permanecerá a lado de Kelly en la misión de un año. En la Estación se encontraron con otros astronautas, como la italiana Samantha Cristoforetti, de la Agencia Espacial Europea (ESA).

Además de los estudios sobre investigación humana, en la Expedición 43 se realizan experimentos de astrofísica y biotecnología. Entre los múltiples ensayos previstos se encuentra un estudio sobre meteoritos y las pruebas de un nuevo material sintético que puede expandirse y contraerse como tejido muscular humano.

Finalmente todas las investigaciones en el espacio pueden tener beneficios directos en la tierra, como los estudios epigenéticos de los hermanos Kelly.

La importancia del medio ambiente

Para el doctor Felix Recillas-Targa, Jefe del Departamento de Genética Molecular del Instituto de Fisiología Celular de la UNAM la epigenética se refiere a lo que modula la genética, "switchs moleculares de prendido y apagado relacionados con el entorno medioambiental". Esto quiere decir que la aparición de cierta condición física no está determinada en su totalidad por la información genética.

"Históricamente y en los estudios clínicos se ha observado que a lo largo de su vida un gemelo puede ser muy sano y su contraparte puede desarrollar Alzheimer (una enfermedad que en más del noventa por ciento de los casos no es genéticamente adquirida) o cáncer. Esto quiere decir que el distinto entorno ambiental a lo largo de sus vidas determinó cambios", señala.

Recillas-Targa señala que para entender este proceso es necesario revisar algunas de las cuestiones más básicas en torno al genoma. "El DNA no está desnudo, dentro de núcleo de las células, está envuelto en una serie de proteínas que le llamamos en su conjunto cromatinas. El prendido y apagado de los genes se modula por este material que tiene relación directa con el entorno.

El investigador señala que lo que influye en esas decisiones diferenciales es más claro cuando el genoma de dos individuos en idéntico, como el caso de los gemelos monocigóticos. "Este experimento es muy interesante porque estudiarán respuestas directas y la predicción es que van a ser distintas por el medio en el que van a estar, aunque es muy probable que muchos cambios no sean dramáticamente claros porque el tiempo de exposición de un año es muy corto", señala el especialista, sin embargo agrega que hay condiciones fisiológicas que son más evidentes, como el el ritmo cardiaco o la respuesta de cicatrización.

También considera que los cambios en el sistema nervioso, pueden ser más evidentes. Es probable que existan transtornos claros, pues el confinamiento genera estrés que puede desencadenar un comportamiento más neurótico. De hecho uno de los grandes retos en este tipo de misiones son las capacidades de adaptación psicológica.

La investigación sobre los efectos de la vida en el espacio está conformada por 18 investigaciones separadas pero coordinadas de manera conjunta en siete áreas. Para evaluar el comportamiento, se evaluarán los efectos psicológicos mediante pruebas cognoscitivas y monitoreo del sueño, entre otras.

En la referente a funcionalidad, se examinarán los cambios en el rendimiento en un ambiente de baja gravedad. Otra área de estudio será el deterioro visual que presentan los astronautas. La respuesta ocular será evaluada mediante diferentes estudios, como los que miden la presión intercraneal.

El estudio del metabolismo será otra área de seguimiento fundamental. Mediante perfiles bioquímicos contantes, entre otras pruebas, se investigará la respuesta en el organismo a cuestiones específicas como el riesgo para desarrollar artereoesclerosis, así como marcadores de oxidación celular.

Esta última área ha llamado mucho la atención en los investigadores, pues es muy importante entender el llamado envejecimiento por radiación y encontrar mecanismos para limitarlo, pues al salir del campo magnético protector de la Tierra camino a Marte, la acción de los rayos cósmicos estará intensificada.

En este sentido, en los últimos años ha cobrado gran importancia el estudio de los telómeros, los extremos de las cromosomas cuya función básica es la estabilidad estructural de los cromosomas y en el que están involucrados los procesos de envejecimiento y carcinogénesis.

Otra área de análisis será la referente a la microbiología que se desarrolla en el ser humano, como los cambios en el microbioma intestinal. El doctor Recillas-Targa señala que un ejemplo clásico donde se evidencía la epigenética es la nutrición. "El epigenoma de alguien que es obeso o con malas costumbres alimenticias, trae como consecuencia que haya grupos de genes que se expresen de manera determinante. Hay un campo relativamente reciente de gran auge que estudia la diabetes y el síndrome metabólico desde la perspectiva de la regulación epigenética".

Es así que este tipo de estudios además de preparar al ser humano para la posibilidad de poblar otros planetas, también aumentan las posibilidades de mejorar su calidad de vida en la Tierra, entendiendo de mejor forma los estímulos multifactoriales que condicionan una enfermedad.

"Antes se pensaba que todo era culpa de mutaciones heredadas, pero los factores epigenéticos también son muy importantes. Su primera definición llega en 1942, pero en ese año ni siquiera se conocía la estructura del DNA, esto sucede hasta 1953. Es así que en realidad este tipo de estudios ha cobrado importancia desde hace dos décadas, que en la escala ciencia-hombre es como decir que empezaron ayer".

La epigenética hoy está involucrada con fuerza en muchas áreas de la fisiología celular, como la inmunología y el sistema nervioso. Para Recillas-Targa este es un tema poco divulgado y una excelente oportunidad de entender mejor su impacto es precisamente mediante este tipo de estudio generados por la NASA, que van, literalmente, del cielo a la Tierra.