Laboratorio Nacional de la ISS

Se ha demostrado que las células madre , las células maestras que producen todos los tipos de células de órganos y tejidos, pueden crecer más rápido en microgravedad en comparación con las células cultivadas convencionalmente en gravedad. ^{[ 26 ]} Las condiciones en el espacio también permiten la formación de tejidos tridimensionales junto con la diferenciación de células madre en diferentes tipos de células que imitan mejor las funciones de los tejidos y sistemas de órganos. ^{[ 27 ]}

Un científico está experimentando con células madre humanas en el espacio para mejorar los tratamientos para las víctimas de accidentes cerebrovasculares. El objetivo es "expandir la población de células madre que inducirán la regeneración de neuronas y vasos sanguíneos en pacientes que han sufrido un accidente cerebrovascular hemorrágico...". ^{[ 26 ]} Este tipo de investigación se lleva a cabo en laboratorios en la Tierra utilizando incubadoras, pero el cultivo de las células madre requiere un período prolongado. Este científico cree que las pruebas en el espacio acelerarán el crecimiento de las células. ^{[ 26 ]} Los investigadores también están utilizando una tecnología llamada órganos en chips o tejidos en chips para construir versiones diminutas de sistemas humanos. Estos dispositivos similares a microchips contienen células vivas que reaccionarán en el espacio como si el órgano completo estuviera allí. ^{[ 28 ]} Los científicos creen que estos chips eventualmente reemplazarán los cultivos tradicionales en placas y las pruebas con animales para el estudio de enfermedades y la prueba de nuevos fármacos. ^{[ 29 ]} El experimento más reciente de tejidos en chips en la ISS implica el cultivo de tejido óseo funcional. ^{[ 29 ]}

La microgravedad también permite a los científicos cultivar cristales de proteínas de mayor calidad que podrían ayudar a mejorar el diseño de fármacos. ^{[ 30 ]} Los científicos eligen realizar este tipo de investigación en la ISS porque es más fácil mantener temperaturas uniformes en los líquidos en microgravedad debido a la ausencia de convección que impulse la mezcla de fluidos con diferente temperatura y densidad. ^{[ 31 ]} Sin convección, el movimiento de fluidos de diferente densidad y temperatura se produce por difusión, que es más lenta que la convección. Esto hace que el proceso de crecimiento de cristales sea más preciso. ^{[ 31 ]}

Investigadores de laboratorios estadounidenses están cultivando cristales de la proteína LRRK2 , relacionada con la enfermedad de Parkinson . Cuando se cultivan en laboratorios terrestres, los cristales de esta proteína son pequeños y presentan numerosos defectos. Los científicos creen que los efectos de la microgravedad permitirán que los cristales crezcan más y con menos defectos, lo que facilitaría el análisis de su estructura. ^{[ 32 ]} De tener éxito, los científicos creen que podrían desarrollar un fármaco que inhiba esta proteína, previniendo o ralentizando la progresión de la enfermedad. ^{[ 32 ]} Este tipo de investigación también podría ser útil para la fibrosis quística y la enfermedad de Huntington, ya que los científicos no han logrado cultivar cristales de las proteínas activas en la Tierra con la calidad suficiente para su visualización. ^{[ 27 ]}

La cristalización de proteínas también podría tener un impacto en el método de administración de un fármaco contra el cáncer que actualmente se encuentra en el mercado. ^{[ 33 ]} Se espera que la falta de variabilidad inducida por la gravedad durante la formulación del fármaco ^{[ 33 ]} en la ISS pueda ayudar a la empresa a mejorar la administración y la eficacia del fármaco, transformando una infusión intravenosa de varias horas en una simple inyección. ^{[ 31 ]}

Otro científico está probando un nuevo adhesivo que repara fracturas óseas y estabiliza la unión entre las prótesis metálicas y los huesos. El investigador descubrió que, al volver a unir el hueso con el adhesivo en la Tierra, los materiales se transformaron gradualmente en hueso nuevo con el tiempo. Ahora, el investigador está probando el adhesivo en el espacio para comprobar si acelera la formación de hueso nuevo. ^{[ 34 ]}

Este científico cree que las cirugías de fracturas óseas podrían ser mucho menos complicadas si se utilizara pegamento óseo en lugar de placas, tornillos y varillas metálicas. ^{[ 34 ]}

Los científicos también están analizando el crecimiento bacteriano en la ISS y las mutaciones que podrían determinar la próxima superbacteria, es decir, cepas de bacterias resistentes a múltiples antibióticos. La observación de estas mutaciones les ayudará a desarrollar medicamentos que eliminen bacterias como el Staphylococcus aureus resistente a la meticilina (SARM), que se propaga fácilmente y es muy difícil de tratar. ^{[ 35 ]}

Un estudio busca tratamientos para enfermedades relacionadas con la edad observando cómo la microgravedad afecta a las células T , el tipo de glóbulos blancos responsables de las respuestas inmunitarias. En baja gravedad, las células T se activan aproximadamente la mitad de veces o menos que en las muestras de control, ^{[ 36 ]} lo que indica una menor capacidad para combatir infecciones. Dado que vivir en microgravedad acelera el mismo tipo de problemas que la vejez, este investigador está interesado en determinar el punto más temprano en el que las células T se diferencian en el espacio. ^{[ 36 ]}

Utilizando una máquina para analizar genes, un investigador está probando si los astronautas experimentan cambios genéticos en su ADN que les causarían un debilitamiento del sistema inmunitario en el espacio. ^{[ 37 ]} Los resultados de este experimento son importantes porque determinarán si los astronautas podrían realizar experimentos en el espacio durante períodos prolongados. ^{[ 37 ]}

Por ejemplo, los científicos están utilizando la capacidad única de la microgravedad para acelerar el deterioro óseo con el fin de estudiar la pérdida ósea en roedores en el espacio. El experimento consiste en estudiar cómo NELL-1 , una molécula humana con la capacidad de generar hueso nuevo, funciona como tratamiento para prevenir la pérdida ósea en ratones en el espacio. ^{[ 38 ]} Los hallazgos podrían conducir al desarrollo de tratamientos para la restauración ósea, la prevención de la pérdida ósea y los injertos óseos. ^{[ 38 ]}

En una de sus misiones, se instaló un sensor de imágenes de rayos en la ISS para monitorear los relámpagos en la Tierra. ^{[ 40 ]} Los datos recopilados ayudarán a los científicos a predecir cambios meteorológicos, climáticos y atmosféricos. ^{[ 40 ]} Otro sensor se instaló en la nave espacial para monitorear los cambios en la capa de ozono . ^{[ 40 ]}

Se instaló una cámara en la ISS durante dos años para monitorear las lluvias de meteoritos desde el espacio. Esta investigación ayudó a los científicos a comprender mejor el comportamiento de los asteroides y cometas y cómo han afectado a nuestro planeta. ^{[ 41 ]} Los resultados del estudio también podrían ayudarnos a protegernos de posibles colisiones. ^{[ 41 ]}

La marea roja , una floración de algas nocivas que libera toxinas en nuestros océanos, ha sido estudiada en la ISS. Mediante una cámara especial acoplada a la nave espacial, los científicos recopilaron datos que les ayudaron a detectar y clasificar las floraciones de algas. ^{[ 42 ]}

Uno de los mayores desafíos en los viajes espaciales es el efecto que la radiación tiene sobre los materiales, tanto artificiales como naturales. ^{[ 44 ]} Por eso, los científicos están investigando si un nuevo material gelatinoso, diseñado para fabricar músculos sintéticos realistas para extremidades artificiales utilizadas por humanos y robots, podría sobrevivir a un viaje a Marte. ^{[ 44 ]} Este material se está probando en la ISS para determinar si conserva su durabilidad, flexibilidad y resistencia ante altos niveles de radiación. ^{[ 44 ]}

Una compañía farmacéutica está llevando a cabo un experimento sobre las interacciones líquido-sólido y cómo se disuelven los fármacos en microgravedad. ^{[ 45 ]} Los resultados podrían conducir a medicamentos más eficaces que duren más tiempo en el estante. ^{[ 45 ]}

Se están probando robots quirúrgicos en el espacio para aumentar la eficiencia de la investigación realizada en la ISS. ^{[ 46 ]} Los robots podrán realizar pequeñas tareas que requieren destreza, lo que ampliará el tipo de investigación que se puede realizar en el espacio y, además, permitirá a la tripulación de vuelo dedicar más tiempo a otros experimentos. ^{[ 46 ]}

Dos empresas están realizando experimentos en el espacio para mejorar los productos de consumo. ^{[ 1 ]} Una empresa está probando una alcachofa de ducha más eficiente que utiliza un "chip oscilante" para dispersar el agua y liberarla más rápido, de modo que usemos menos agua en la ducha. Otra está estudiando cómo se forma un compuesto llamado sílice en microgravedad para poder producir neumáticos más eficientes en el consumo de combustible. ^{[ 1 ]}

Está previsto que una impresora 3D en la ISS produzca «piezas para satélites y otras naves espaciales, componentes para investigación médica, un dispositivo de ejercicio para Autodesk, llaves inglesas... y piezas para proyectos escolares». ^{[ 48 ]} Los investigadores creen que fabricar grandes estructuras en el espacio, en lugar de enviarlas desde la Tierra, ampliará el desarrollo y la exploración espacial, incluso hasta la producción de hábitats en la Luna y el envío de drones para explorar otros planetas. ^{[ 48 ]}

Los investigadores están estudiando métodos innovadores para aumentar la sostenibilidad del algodón, que van desde mejorar las plantas para que utilicen menos agua hasta proporcionar a los agricultores datos en tiempo real de la observación de la Tierra para que puedan tomar decisiones informadas que conserven el agua y ayuden en la gestión de los cultivos. ^{[ 49 ]}

La primera máquina de rayos X instalada en la estación espacial, llamada densitómetro óseo, permite a los astronautas estudiar la osteoporosis examinando la densidad ósea de organismos modelo en el espacio mediante la medición de los niveles de energía absorbidos por los huesos a través del dispositivo. ^{[ 50 ]}