martes, 14 de enero de 2014

¡¡¡Microbios en el espacio!!! - Estudiantes de secundaria mandan su experimento a la estación espacial internacional usando el pGLO™ Bacterial Transformation Kits de BioRad

Dan Saldana, ingeniero aeroespacial retirado, que actualmente enseña en quinto grado de secundaria en la escuela cristiana secundaria Valley de Monterey California, antiguo científico de la NASA y profesor de la Universidad de Stanford, fue el ganador del programa espacial norteamericano para mandar su experimento al espacio; el Dr. Werhner von Braun, el científico alemán que se convertiría en una de las figuras clave en el programa espacial de Estados Unidos, el mejor científico de cohetes de todos los tiempos, fue el encargado de otorgar una primera charla al Ing Saldana, marcándolo como inspiración.



El programa de la escuela cristiana Valey par la Estación Espacial Internacional, iniciada en 2009, lanzó su primer experimento “el crecimiento pruebas de planta en condiciones de microgravedad” en 2010. La escuela tuvo esta oportunidad que fue posible gracias NanoRacks - LLC a través de un “acuerdo espacial” con el Laboratorio Nacional de EE.UU. de la NASA. NanoRacks, una empresa privada que aporta a la la Estación Espacial Internacional, promueve el desarrollo de un pequeño experimento para una escuela “así minimizar los costos”, pero al mismo tiempo que de a sus alumnos un desafío de ingeniería.
Los experimentos van a órbita a bordo de las misiones de carga no tripulada que reabastecen regularmente la estación espacial internacional. Por ejemplo, la más reciente ronda de experimentos, que fue al espacio a principios de 2013, viajó a bordo de una cápsula “Dragón” operado por la empresa privada SpaceX .
Los astronautas que reciben los experimentos y sólo tienen que conectar los conectores USB y luego descarga los datos en sus computadoras portátiles cada pocos días . Los experimentos regresan a la Tierra con los astronautas en su cápsula Soyuz.

Las preguntas: ¿Crecerían bacterias en un ambiente de microgravedad mejor o peor de lo que hacen en la Tierra? - ¿cómo podrían los estudiantes observar el crecimiento que se estaba produciendo?

Así empezó la búsqueda de un organismo que funcionaría dentro de los “pequeños confines de su alto vuelo” en el estuche “NanoLab”; los estudiantes de Saldana se encontraron con kit de transformación bacteriana pGLO ™ de Bio-Rad, que ofrece a los estudiantes las herramientas necesarias para trabajar la bacteria E. coli que portan un gen de medusa bioluminiscente que hace que las proteínas  de bacterias expresen fluorescencias verdes (GFP); los estudiantes transforman las bacterias que utilizan, las mismas técnicas de los biotecnólogos emplean para crear proteínas "de diseño" para las terapias de vanguardia y otras aplicaciones. El resultado es un cultivo bacteriano que se ilumina en verde bajo la luz ultravioleta, una buena opción para aparatos de laboratorio en la estación espacial internacional, así es que el experimento se proyecto pensado en iluminar el cultivo utilizando LEDs UV y con la toma periódica de una imagen digital; cumpliendo los requerimientos básicos de espacio, peso y bioseguridad, impuestos por la NASA; además al usar el kit BioRad fue aprobado por cumplir normas de protección biológica dentro de la capsula y estación espacial.

Todo el sistema experimental pGLO fue colocado en un estuche encapsulado “NanoLab”, el cual los astronautas únicamente debían conectar, por medio de USB; esto se logro tras meses de pruebas de trabajo con las cepas, así el sistema que permita el crecimiento y el registro, sabiendo que el sistema estaría expuesto a diferentes condiciones medioambientales y de manipuleo.
Para el próximo año, los estudiantes planean un experimento aún más ambicioso con el kit de bacterias pGLO. Esta vez, quieren observar no sólo la forma en que las bacterias crecen en condiciones de microgravedad, si no también combatirlas. Para este fin, se han creado un diseño de múltiples cámaras que incluye las bacterias en forma de polvo, el caldo de cultivo que se añade una vez en órbita y un antibiótico con un bacteriófago para matar a la E. coli; pues sabemos que los antibióticos ayudan en la atmósfera terrestre mas cual será el registro en el espacio, comparando los resultados de un aparato de control en la Tierra, los estudiantes esperan poder sacar conclusiones que podrían resultar valiosos para los astronautas y los vuelos espaciales largos, tal vez tener que tratar una enfermedad en el camino a Marte.
La hipótesis en este punto es que el “fago” funciona más rápido que el antibiótico para matar las bacterias, pues es la forma en que funciona en la Tierra, pero nunca se sabe lo que va a pasar, porque en los experimentos anteriores han pasado cosas que no se esperaron.
Los resultados del experimento podrían tener implicaciones para el tratamiento de infecciones en la Tierra, así, "Si vemos que el antibiótico o bacteriófago que funciona mejor para matar las bacterias en el espacio, a continuación, podemos profundizar en por qué funciona mejor, y quizás replicar que volver en la Tierra para mejorar nuestra medicina”.
Aunque el experimento es pequeño, el aporte es grande, pues si la meta es el espacio, es importante el saber como un ser vivo puede responder a ciertos patógenos dentro viajes largos como el nuevo reto de viaje a Marte.

El ingeniero Saldana se enorgullece de que sus estudiantes han aceptado el reto de trabajar en el espacio, en búsqueda de la solución de problemas a nivel de postgrado para diseñar experimentos. Así  Saldana mira hacia adelante a la siguiente tarea de su equipo: el lanzamiento, seguimiento y mando de un microsatélite llamado Quest-1 . "Nunca subestimes a una escuela secundaria o incluso un estudiante de secundaria", dice Saldana. "Estoy muy orgulloso de lo que están haciendo. Ellos tienen un futuro muy brillante”.


El experimento para investigar la vida y la muerte en microgravedad de las bacterias transformadas con el kit pGLO tiene previsto su lanzamiento a la estación espacial internacional a bordo de “Orbital Sciences”, nave espacial Cygnus, el 8 de mayo de 2014 y regreso de aproximadamente seis semanas después.