Dos trabajos científicos concebidos por investigadores colombianos, con participación académica de Ecuador, fueron aceptados para el Human Research Program Investigators’ Workshop 2027 de la NASA. Las propuestas introducen nuevos modelos para estudiar cómo las células y el organismo humano responden a la microgravedad, conservan sus funciones y enfrentan los límites de su capacidad de adaptación. La iniciativa reúne a 28 participantes de diferentes disciplinas e instituciones universitarias.
La próxima etapa de la exploración espacial plantea una pregunta que continúa abierta para la ciencia. ¿Cómo podrá el ser humano permanecer durante largos periodos fuera de la Tierra sin comprometer progresivamente el funcionamiento de su organismo? Mientras las agencias espaciales desarrollan tecnologías para viajar hacia la Luna y Marte, la investigación biomédica necesita comprender los mecanismos que permiten a las células, los tejidos y los órganos responder a condiciones físicas muy distintas de las habituales.
Desde Colombia, dos equipos científicos han formulado propuestas originales para abordar este desafío. Sus investigaciones fueron aceptadas para el NASA Human Research Program Investigators’ Workshop 2027, encuentro internacional que tendrá lugar del 20 al 22 de enero en Galveston, Texas. Los trabajos plantean una perspectiva que busca ampliar el estudio de la fisiología espacial, al examinar no solamente las alteraciones producidas por la gravedad, sino también la capacidad de los sistemas biológicos para conservar su coordinación durante esos cambios.
Las investigaciones llevan por título Multiscale Cellular Coherence under Spaceflight Microgravity y Biological Organization Theory: Functional Coordination and Organizational Reserve under Altered Gravity. La primera introduce un modelo de adaptación celular multiescala y la segunda propone una teoría sobre la organización funcional de los sistemas biológicos. Ambas comparten una pregunta fundamental. ¿En qué momento una respuesta inicialmente adaptativa comienza a convertirse en una alteración que amenaza el funcionamiento de las células y del organismo?
La investigación sobre coherencia celular parte de una observación importante. Las células humanas no permanecen inmóviles ni conservan siempre la misma organización. Constantemente modifican sus estructuras, regulan la producción de energía, intercambian señales y ajustan sus actividades para responder a las condiciones del ambiente. Durante los vuelos espaciales, la reducción de las cargas mecánicas habituales puede modificar estos procesos, especialmente aquellos relacionados con el citoesqueleto, las mitocondrias, la comunicación celular y la regulación metabólica.
Sin embargo, los investigadores señalan que identificar un cambio no permite determinar automáticamente si existe daño. Una célula puede reorganizar sus componentes y continuar realizando sus funciones. También puede mantener una actividad aparentemente normal mientras aumenta progresivamente el esfuerzo necesario para sostenerla. Esta diferencia es importante porque algunas alteraciones podrían comenzar mucho antes de que aparezcan lesiones estructurales o una pérdida evidente de función.
Para examinar este problema, el equipo desarrolló la Firma de Adaptación Celular Multiescala a la Microgravedad, denominada FCAM-µG. El modelo propone estudiar seis dimensiones interdependientes que comprenden el flujo, la tensión, la tensión previa de las estructuras celulares, la respuesta mecanobiológica, la transferencia de información y el costo adaptativo. Su aporte conceptual consiste en analizar cómo estas dimensiones mantienen relaciones funcionales entre sí y cómo podrían modificarse durante una exposición prolongada a condiciones de microgravedad.
La propuesta distingue cuatro posibles estados de respuesta celular. Inicialmente puede existir una adaptación eficiente, en la cual las modificaciones permiten conservar la función sin comprometer la sostenibilidad energética. Posteriormente podría aparecer una compensación de mayor costo, cuando la célula necesita utilizar más recursos para mantener sus actividades. Si las relaciones entre sus procesos comienzan a deteriorarse, surgiría una pérdida de coherencia multiescala. Finalmente, cuando las exigencias superan la capacidad adaptativa, podría presentarse una descompensación.
La hipótesis más relevante del modelo sostiene que la pérdida de coordinación entre diferentes procesos celulares podría manifestarse antes de que aparezca un daño biológico claramente detectable. Si esta predicción se confirma experimentalmente, permitiría investigar nuevas formas de reconocer dificultades tempranas de adaptación. No se trata de afirmar que estas señales ya puedan utilizarse en astronautas, sino de establecer una base científica para determinar qué relaciones deberían medirse y cómo podrían estudiarse durante futuras investigaciones.
La segunda propuesta, denominada Teoría de la Organización Biológica o BOT, aborda un problema diferente, aunque estrechamente relacionado. Mientras FCAM-µG se concentra en la célula, BOT estudia la manera en que los sistemas del organismo mantienen su funcionamiento conjunto. Su planteamiento reconoce que la salud humana depende de una coordinación permanente entre procesos mecánicos, metabólicos, energéticos, inmunológicos, vasculares y celulares.
El equipo introduce el concepto de reserva organizacional, entendido como la capacidad disponible de los sistemas biológicos para conservar o recuperar una respuesta coordinada cuando enfrentan perturbaciones prolongadas. Desde esta perspectiva, un organismo puede experimentar modificaciones importantes y continuar funcionando mientras sus diferentes componentes mantengan relaciones suficientes para sostener sus actividades. La dificultad aparece cuando esa coordinación comienza a disminuir y los mecanismos compensatorios dejan de ser adecuados.
La teoría propone comparar diferentes ambientes gravitacionales, desde la gravedad terrestre hasta la microgravedad orbital y las condiciones parciales de la Luna y Marte. También incorpora la sepsis como una situación clínica terrestre en la que pueden presentarse alteraciones profundas de la organización fisiológica. Aunque los mecanismos que originan la sepsis son diferentes de los asociados con la gravedad alterada, su estudio permite examinar problemas relacionados con la función mitocondrial, la regulación inmunológica, el metabolismo y la coordinación entre órganos.
Esta comparación constituye uno de los elementos distintivos de BOT. La investigación propone estudiar cómo diferentes condiciones pueden afectar la organización funcional de los seres vivos y si existen relaciones que permitan comprender la transición desde una respuesta coordinada hacia una situación de deterioro. Su hipótesis plantea que la disminución de la organización biológica podría preceder a la descompensación funcional cuando la reserva disponible resulta insuficiente.
Los dos trabajos se desarrollaron mediante la integración de conocimientos procedentes de la biología espacial, la mecanobiología, la fisiología, la inmunología, la bioenergética mitocondrial y el estudio de sistemas complejos. Los investigadores construyeron modelos conceptuales y matemáticos, examinaron publicaciones científicas y formularon predicciones que podrán orientar estudios posteriores. La originalidad de las propuestas reside en las relaciones teóricas que plantean y en las preguntas experimentales que generan, cuya validez deberá establecerse mediante investigación.
El contexto internacional explica la importancia de estos temas. El Programa de Investigación Humana de la NASA estudia cómo el ambiente espacial modifica el cuerpo y el comportamiento de los astronautas. Sus investigaciones se realizan mediante experimentos de laboratorio, estudios terrestres que reproducen determinadas condiciones del espacio, misiones comerciales, actividades en la Estación Espacial Internacional y proyectos vinculados con Artemis.
El Human Research Program Investigators’ Workshop constituye el principal foro del programa para presentar avances y resultados de investigaciones y desarrollos tecnológicos financiados por este. Además, facilita el intercambio científico con especialistas de instituciones externas. Su edición de 2027 se celebrará bajo el lema Rumbo a la Luna, en el Galveston Island Convention Center de Galveston, Texas, del 20 al 22 de enero.
La aceptación de los dos resúmenes científicos sitúa estas ideas originales en un encuentro especializado sobre los desafíos de la exploración humana del espacio. Para los equipos participantes, también supone la posibilidad de compartir propuestas desarrolladas desde instituciones latinoamericanas, establecer conversaciones con investigadores de otras disciplinas y continuar perfeccionando sus modelos a partir del intercambio académico.
La participación tiene una dimensión educativa importante. Los trabajos reúnen a médicos, investigadores, profesores, estudiantes y colaboradores que han contribuido a construir preguntas científicas, examinar mecanismos biológicos y desarrollar argumentos propios. Esta colaboración muestra cómo la formación universitaria puede vincularse con problemas de investigación internacional y cómo los estudiantes pueden participar activamente en la construcción de conocimiento.
Los autores consideran que los siguientes pasos deberán concentrarse en diseñar estudios capaces de evaluar las predicciones de FCAM-µG y BOT. Entre las posibles aproximaciones se encuentran mediciones de organización celular, función mitocondrial, consumo energético, respuestas mecánicas, comunicación entre células y funcionamiento de sistemas biológicos. El propósito será determinar si las relaciones propuestas permiten diferenciar una adaptación sostenible de una respuesta que comienza a perder estabilidad.
Investigadores, tutores, estudiantes y colaboradores participantes
El trabajo Multiscale Cellular Coherence under Spaceflight Microgravity cuenta con 23 integrantes, distribuidos entre cinco tutores científicos y dieciocho estudiantes y colaboradores.
Los cinco tutores científicos son Jhan Sebastián Saavedra Torres, de la Institución Universitaria Visión de las Américas, la Universidad Santiago de Cali y el Grupo de Investigación en Salud Pública de la E.S.E. Norte de Cali; Janeth C. Gil, de la Universidad Santiago de Cali; María Virginia Pinzón-Fernández, de la Universidad del Cauca; Samuel Restrepo, de la Institución Universitaria Visión de las Américas; y Tomás Omar Zamora, de la Universidad del Cauca.
Por la Institución Universitaria Visión de las Américas, en Pereira, participan Octavio Otalvaro Hoyos, Mariana Grisales Fuentes, Luis Fernando Carmona Jaramillo, Lina Marcela Valencia Gutiérrez, Juan Diego García Higuita y Nicolle Tatiana Pabón.
Por la Universidad Santiago de Cali participan Juan José Guevara Restrepo, Juan David Ballesteros Rodas, María del Mar Bolívar Arias, Isabella Villanueva Parra, Alejandro Agudelo Jaramillo, Lizeth Valentina Muñoz Diaz, Leidy Katherine Varón Cabrera y David Fernando Estrella Delgado.
También forman parte de este equipo Santiago González Gaviria, de la Universidad del Cauca; Alejandra Isabel Aragón Imbachi y Carlos Felipe Bustillos Serna, de la Pontificia Universidad Javeriana Cali; y María José Grajales Salazar, de la Universidad Tecnológica de Pereira.
La segunda investigación, Biological Organization Theory: Functional Coordination and Organizational Reserve under Altered Gravity, reúne a ocho autores. Participan Jhan Sebastián Saavedra Torres, de la Institución Universitaria Visión de las Américas y el Grupo de Investigación en Salud Pública de la E.S.E. Norte de Cali; Paula M. Escobar Pereira, de la Institución Universitaria Visión de las Américas; Juan Sebastián Izquierdo-Condoy, de la Universidad de las Américas, en Quito, Ecuador; Humberto Alejandro Nati-Castillo, de la Universidad CES, en Medellín; Janeth C. Gil y Brayan Ricardo Mosquera Arias, de la Universidad Santiago de Cali; María Virginia Pinzón-Fernández, de la Universidad del Cauca; y Miguel Ángel García, de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia, en Bogotá.
En total, las dos investigaciones reúnen a 28 personas diferentes, ya que Jhan Sebastián Saavedra Torres, Janeth C. Gil y María Virginia Pinzón-Fernández participan en ambos trabajos. Esta colaboración comprende instituciones académicas y de investigación de Pereira, Cali, Popayán, Medellín, Bogotá y Quito.
La presencia de estas propuestas en el encuentro científico de la NASA abre un espacio para discutir dos ideas nacidas del trabajo académico latinoamericano. Una busca comprender cuándo las células comienzan a perder su capacidad de adaptación a la microgravedad. La otra propone estudiar cómo el organismo conserva su organización ante condiciones físicas cambiantes. Ambas investigaciones comparten una aspiración científica que trasciende el encuentro de 2027, contribuir a comprender los límites de la adaptación humana y generar conocimientos que puedan resultar útiles para la salud durante las futuras misiones espaciales.
San Andrés y Providencia, presentes.
El investigador isleño, Jhan Sebastián Saavedra Torres, posee los títulos de:
MD
Especialista en Medicina Familiar
Especialista en Inmunología Clínica
Máster de Formación Permanente en Cuidados Paliativos
Investigador Junior – MinCiencias, Colombia
Miembro numerario de la Sociedad Mexicana de Inmunología (SMI), 2026
Integrante del equipo de investigación vinculado al Human Research Program (HRP) de la NASA 2027, con participación en propuestas científicas sobre microgravedad, biología celular y salud humana.
Por 