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29/10/2015
Biología Espacial en
Estudios del Cáncer
Dr. Julio E. Valdivia-Silva MD., PhD
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LA VIDA EN EL
UNIVERSO
1
29/10/2015
La Vida
Wilkinson
Microwave
Anisotropy
Probe
Química
Geología
Multidisciplinaria
Astronomía
Física
Biología
Astrobiología
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29/10/2015
Reconocer rastros de vida e
implementar metodologías de
detección.
Busqueda de ambientes
habitables en el Universo.
Meta 1
Meta 7
Meta 6
Comprender los “cambios”
biológicos fuera de la Tierra.
Meta 2
METAS DE LA
ASTROBIOLOGIA
Explorar
la
presencia
pasada o presente de vida en
nuestro Sistema Solar.
Meta 3
Meta 5
Meta 4
Comprender el metabolismo y su
adaptación al ambiente.
Procesos quimicos -físicos del
surgimiento de la vida.
Entender la coevolución Vida –
Ambiente geológico.
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BIOLOGIA
ESPACIAL
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29/10/2015
Comprender los “cambios” biológicos fuera de la
Tierra.
Meta 6
Misiones Biológicas en el Espacio
Pruebas de
supervivencia
1940
1970
ISS
Pruebas de
adaptación
2015
2000
INVESTIGACION BIOLOGICA EN EL ESPACIO
Habitat
autosostenible
Simulaciones
en Tierra
Estación Espacial
Internacional (ISS)
Satélites
Constantes
Radiación
Microgravedad
Regeneración
de tejidos
Fecundación y
desarrollo
Riesgo y
resistencia de
enfermedad
Genotipo
( 5%)
Fenotipo
(95%)
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Video
1940
•
•
1950
•
1947: Moscas de la fruta
y musgos [US V2]
1949: Mono -Albert II
(1er mono) [US V2]
•
•
•
•
•
1960
1950: Ratón –Albert V [US
V2]
1951: Perros Tsygan y
Dezig (1eros perros) [URSS
R1 IIIA-1]
1957: Perra Laika (1er
orbita) [URSS Sputnik 2]
1958: Mono ardilla (datos
de supervivencia a 10G, y
40G) [US AM-13]
1959: Monos Able y Baker
(1eros sobrevivieron a vuelo
579 km) [US Jupiter IRBM]
1959: Conejo Marfusa
[URSS R2]
1970
• 1960: Perros, conejo , 40 ratones, 2
ratas, 15 tubos con moscas y plantas
(1eros Orbita y sobrevivencia) [URSS]
• 1960: 3 ratones a 1000 km [US Atlas
D71D]
• 1961: 1er chimpance en orbita [US Atlas
5 Mercury]
• 12 Abril, 1961: Yuri Gagarin [URSS] (1er
humano en el espacio)
• 1963: Gato Felicette [Francia Veronike
AGI]
• 1967: Monos [Francia]
• 1964,5,6: Ratas, perros [China]
• 1966: Perros, 1er experimento de 22 dias
[URSS]
• 1967: 1eros Biosatelites con moscas,
avispas, escarabajos, huevos de sapo,
amebas, bacterias, plantas y hongos.
• 1969: Monos y perros [URSS, US,
Argentina]
•
•
•
•
1970
•
•
•
•
•
1980: Bion [URSS],
SpaceLab3 [US]
1985: Bion 7 (10
tritones, estudios de
regenarción) [URSS]
1989: Embriones de
pollo [US Shuttle
STS29]
1980
1970: Sapos en
orbita
[neurología]
1972: Apolo 16
nematodes,
Apolo 17 ratones
1975 Bio satélites
Skylab [US], Bion
Program [URSSSoyus 20]
Wassersug, R.J. Nature. 1999; 401:758
•
•
1990
2003: Ultimo vuelo del Columbia,
nematodos vivos
2003: ISS
2006, 7: Bigelow Aerospace
lanza Genesis I y II resp.
2007: ESA FOTON-M3 (1er
repreducción abundante de
cucarachas)
2009: STS-129 con larvas de
mariposas.
2010
2000
• 1990: Experimentos
en la Estacion
Espacial MIR,
Programa Foton
(Rusia)
• 1990: China inicia
experimentos
• 1990: Vuelos de los
Space Shuttle (US)
• 1995: Japón en la
MIR
Video
• 2011: Endeavour
STS-134
• 2011: Living
International Flight
Experiment (falló
URSS-Phobos)
• 2012: ISS peces
(Soyuz TMA-06M)
• 2013: Iran envia
monos [Pishgam
rocket]
• 2014: Bion-M1,
biosatelite
preparado para 30
dias en orbita
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MEDICINA ESPACIAL y
CANCER
RADIACION Y CANCER
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29/10/2015
• Rayos cosmicos (Iones pesados altamente energéticos)
• Particulares solares (Protones altamente energéticos)
Un año de permanencia: 1/3 de su ADN
sería atacado directamente por Iones
pesados.
Iones con (Z) ≥ 15 golpearían entre 6%-12%
de la población total de núcleos de
neuronas en el cerebro dependiendo del
tamaño y localización.
Mejorar el ESCUDO
Riesgos de radiación secundaria.
Campo magnético: blindaje
activo!!!
Space Biology and Medicine, American Institute of Aeronautics and
Astronautics, Reston, VA., 1996
LeBlanc et al., Bone, 11:S323, 2013.
LA 4TA INTERACCION FUNDAMENTAL DE LA MATERIA: LA GRAVEDAD
?
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29/10/2015
Fisiología de la Microgravedad
Fisiología de la Microgravedad
Redistribución del
citoesqueleto
Forma celular
alterada
Expresión
genética
alterada
Señalización
cellular
alterada
Mod. Becker & Souza., Nature Reviews Cancer. 2013; 13:315
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29/10/2015
a
b
Fig. 4
Simulador HECHO EN EL PERU
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Estación Espacial Internacional
Zarya
Unity
Expedición 1 (2000)
ALTERACIONES GENÉTICAS
CAMBIOS EN LA EXPRESION GENETICA EN 6 DIAS
1,632 genes cambiaron su estado bajo microgravedad STS-90
“Neurolab”.
En sistemas simulados RWV (Rotating wall vessels), 914 genes
cambiaron su expresión.
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29/10/2015
Drosophila melanogaster: la mosca de la fruta como modelo en cáncer
Ensayos terapeúticos
Enfermedad
Análisis de función genética
Análisis de función química
Mecanismos patológicos
Comparison of experiments in microgravity
(RPM) ESTEC 2003 vs ESTEC 2010
0
-0.5
IMPL3
RC01
CG4726
CG5326
RC02 CG14598
RC03
RC04
DNAJ-1
RC05
-1
-1.5
-2
Pupas ESTEC 2003
Señal Pupas ESTEC 2010
-2.5
-3
-3.5
-4
Lavan & Valdivia-Silva.
Datos no publicados
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29/10/2015
Drosophila melanogaster: la mosca de la fruta como modelo en cáncer
La Drosophila maravilla
First Find!!!!
1st Generation
2nd Generation
Radiation +
microgravity
Tumor growth
+++
Microgravity
Drosophila
melanogaster
(Life:14-20 days)
+
Tumor growth
---
Spontaneous
microtumors
On Earth
Tumor growth
++
Globus et al. Unpublished
data
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29/10/2015
Cáncer y Microgravedad
Condensación de cromatina
APOPTOSIS !!!
Regresión de EMT a
MET??
In vivo
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29/10/2015
HITOS en Radiación y Cáncer
CBOSS-1
Ovarian
Micro-7
MEPS
2012
Radi-N2
SpaceX3
marzo 2014
Agosto-Diciembre 2001
2014
Embrio Rad
Cell Box
2014
2015
CYTosPace
2015
GRACIAS
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