La microgravedad simulada afecta la plasticidad sináptica neuronal regulando la activación proinflamatoria de la microglía

Por qué el espacio cambia el cerebro

A medida que las misiones humanas se adentran más en el espacio, desde estancias prolongadas en la Estación Espacial Internacional hasta posibles viajes a Marte, los científicos corren por entender cómo la ingravidez afecta al cerebro. Los astronautas con frecuencia informan problemas de equilibrio, lentitud de pensamiento y dificultades de memoria tras los vuelos espaciales. Este estudio explora a un actor oculto en esos cambios: las propias células inmunitarias del cerebro, llamadas microglía, y cómo la ingravidez simulada puede empujarlas hacia un estado sobreactivado y dañino que podría debilitar las conexiones entre neuronas.

Las células encargadas del mantenimiento cerebral bajo estrés

La microglía actúa como guardiana y encargada del mantenimiento del cerebro. En condiciones saludables, patrullan silenciosamente el sistema nervioso, recortando conexiones neuronales en exceso, eliminando desechos y ayudando a mantener un entorno estable. Cuando detectan problemas, pueden cambiar a un modo activado y liberar señales químicas que reclutan ayuda o combaten amenazas. Pero si esa activación es demasiado intensa o se prolonga, las mismas respuestas destinadas a proteger el cerebro pueden dañar las neuronas y sus delicados puntos de comunicación, conocidos como sinapsis.

Simular la ingravidez en células y ratones

Dado que realizar experimentos en órbita es difícil y costoso, los investigadores emplearon sistemas terrestres que imitan los efectos de la microgravedad. Para los experimentos celulares, cultivaron microglía de ratón en matraces montados en una máquina de posicionamiento aleatorio que cambia constantemente de orientación, atenuando la capacidad de las células para detectar una atracción estable hacia abajo. Para los experimentos en animales, utilizaron un sistema de suspensión unilateral de las extremidades posteriores (hindlimb unloading) en el que los ratones se inclinan y suspenden de modo que los fluidos corporales se desplazan hacia la cabeza, imitando una característica clave de la ingravidez en las naves espaciales. En conjunto, estos modelos permitieron al equipo observar respuestas tanto a nivel celular como cerebral completo frente a la microgravedad simulada.

De guardianes tranquilos a atacantes inflamatorios

Bajo microgravedad simulada, las células microgliales cambiaron de formas finamente ramificadas a formas más redondeadas y ameboides asociadas a la activación. Las pruebas moleculares mostraron que aumentaron genes y proteínas vinculados al comportamiento inflamatorio, mientras que disminuyeron los marcadores de un estado más reparador y calmante. Un análisis detallado de la actividad génica destacó un regulador clave llamado Arhgap18, que normalmente frena un interruptor molecular conocido como RhoA. En microgravedad, los niveles de Arhgap18 descendieron, mientras que RhoA y su socio ROCK2, junto con una vía de señalización llamada ERK1/2, se volvieron más activos. Esta cadena de eventos potenció la producción de moléculas inflamatorias. Cuando el equipo redujo artificialmente Arhgap18 incluso sin microgravedad, la misma vía inflamatoria se activó, confirmando que esta proteína actúa como un freno crucial frente a la sobrerreacción microglial.

Las conexiones frágiles entre neuronas se debilitan

Para ver cómo la microglía activada afecta a las neuronas, los investigadores expusieron células neuronales cultivadas al fluido tomado de microglía que había experimentado microgravedad simulada. Las neuronas mostraron entonces niveles más bajos de varias proteínas que sostienen las sinapsis y su capacidad de adaptación, características centrales para el aprendizaje y la memoria. En los ratones sometidos a la suspensión de las extremidades posteriores, aparecieron pérdidas similares en la corteza y el hipocampo, regiones cerebrales importantes para el control del movimiento y la memoria. Las proteínas relacionadas con las sinapsis disminuyeron y la microscopía reveló señales reducidas en ambos lados de las sinapsis excitatorias, lo que sugiere que estos puntos de comunicación eran menos numerosos o menos robustos tras la microgravedad simulada.

Qué significa esto para los futuros viajeros espaciales

En conjunto, los hallazgos sugieren que la microgravedad puede empujar a la microglía hacia un modo proinflamatorio al reducir Arhgap18 y desencadenar la vía RhoA–ROCK2–ERK1/2. Una vez activadas, estas células liberan factores que erosionan los cimientos moleculares de la plasticidad sináptica, lo que podría socavar el aprendizaje, la memoria y la coordinación. Aunque se necesita más trabajo para probar relaciones directas de causa y efecto y medir cambios conductuales, este estudio señala la señalización microglial como un objetivo prometedor para proteger el cerebro de los astronautas en misiones largas, y aporta nuevas pistas sobre cómo las fuerzas físicas moldean la salud cerebral también aquí en la Tierra.

Cita: Chen, X., Yuan, C., Li, Z. et al. Simulated microgravity affects neuronal synaptic plasticity by regulating microglial pro-inflammatory activation. npj Microgravity 12, 34 (2026). https://doi.org/10.1038/s41526-026-00580-6

Palabras clave: microgravedad, microglía, neuroinflamación, plasticidad sináptica, salud en vuelos espaciales