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

Si algún día llegamos a habitar fuera de la Tierra, llevaremos a otras especies con nosotros; por ejemplo, animales y plantas para alimentarnos. Pero también nos acompañarán infinidad de polizones no invitados: bacterias, hongos y otros microorganismos. Lo que les sucederá a estos microbios en entornos extraterrestres aún es una incógnita. Desde hace años, varias investigaciones utilizan la Estación Espacial Internacional (ISS, por sus siglas en inglés) como campo de pruebas para estudiar los efectos del espacio sobre estos diminutos seres. Y lo que están descubriendo es, cuando menos, inquietante: algunos microbios se vuelven más peligrosos.

La historia de los microbios en el espacio es antigua: desde 1935, los científicos comenzaron a enviar microorganismos en globos estratosféricos. Después siguieron los satélites 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) envió 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 científicos descubrieron fue que “las muestras espaciales exhibían mayor virulencia”, escribían al año siguiente en la revista PNAS.

Analizando qué hacía a estas bacterias espaciales más infecciosas que sus primas aquí en la Tierra, los investigadores encontraron la responsable última: una proteína llamada Hfq cuya alteración afectaba a otras 73 proteínas. Los científicos confirmaron en simulaciones terrestres que la microgravedad del espacio reduce el roce del medio líquido con la bacteria, algo parecido a lo que sucede cuando infecta al organismo.

La salmonela se volvía más infecciosa porque creía estar en el intestino. Como decía entonces la directora del proyecto, Cheryl Nickerson, las bacterias “son listas: responden a una señal ambiental que ven durante el curso natural de una infección”. Nickerson y sus colaboradores vieron que este efecto podía neutralizarse variando la composición del medio.

El microbioma de la ISS

El problema es infinitamente más complejo. Por un lado, la microgravedad es solo uno de los factores del ambiente espacial que afectan a los microbios. Otro es una radiación mayor que en la Tierra. Además, 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 también han hecho de la ISS su hogar.

Desde 2015, el proyecto Microbial Tracking de la NASA comenzó a catalogar el microbioma de la estación, descubriendo una veintena de bacterias causantes de enfermedades. La investigación se amplió posteriormente a los microbios presentes en los tripulantes y al estudio de las mutaciones capaces de aumentar la virulencia de estos microorganismos.

Además 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 genéticos en las superficies de la estación, encontrando también bacterias en el exterior que podrían haber sido transportadas desde la atmósfera, o bien en las naves. La agencia japonesa JAXA ha examinado las poblaciones de bacterias y hongos.

Las investigaciones han descubierto que en la estación predominan los microbios de la piel, sobre todo bacterias Staphylococcus y hongos Malassezia, pero también que el microbioma de los astronautas cambia durante la estancia en la ISS y que proliferan otros microorganismos menos comunes. Sin duda lo más llamativo, y que se deriva de diversas investigaciones, es que los microbios se adaptan a la vida en el espacio, volviéndose más agresivos: tienden a formar biofilms, masas de células unidas por una especie de moco que las protege, y además desarrollan resistencia a antibióticos.

En 2018 se detectaron en la ISS varias cepas resistentes a antibióticos de Enterobacter bugandensis, una bacteria descrita por primera vez en 2011 en una maternidad de Tanzania, donde causó infecciones neonatales graves. Los científicos han vigilado la evolución 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 Tecnología en Madrás (IIT) analizaron 13 de estas cepas, descubriendo que las condiciones de estrés de la estación favorecen la proliferación de mutantes. “Los microbios continúan sorprendiéndonos al crecer en las condiciones más 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, ayudándose de otros microbios. “Nuestra investigación descubre las interacciones en la comunidad microbiana mediante las cuales ciertos microorganismos benignos ayudan a adaptarse y sobrevivir al patógeno 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 más próximos en la Tierra, encontrando un patrón que se repite: los microbios espaciales muestran adaptaciones a la microgravedad y otras que mejoran la reparación del ADN expuesto a la radiación. Y aunque se desconoce el potencial patogénico de estas especies, las mutaciones podrían aumentar su virulencia mediante la formación de biofilms y la evasión del sistema inmunitario.

Según Venkateswaran, estos hallazgos pueden ayudar a diseñar contramedidas para luchar contra los patógenos oportunistas. Pero los retos que plantean son enormemente mayores que la salud de los astronautas: si llega el día en que el ser humano deje por fin de vivir en su cuna terrestre, como decía el pionero aeroespacial Konstantin Tsiolkovsky, ¿cómo resolveremos el problema de la contaminación 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 podrían ser, para los colonos espaciales, la auténtica amenaza extraterrestre.