Spazio alla Ricerca

Immaginate di essere in un prato in una notte limpida e senza nuvole, lontani dalle luci della città. Alzate gli occhi al cielo notturno, cosa osservate? La maggior parte di voi risponderà di vedere un cielo meravigliosamente stellato. Alcuni, più esperti, elencheranno i nomi di galassie e pianeti. Ma vi verrebbe mai in mente di rispondere che state osservando osteoblasti e linfociti? Probabilmente no, eppure ci sono – anche – loro. Stiamo parlando di un campo della ricerca biomedica in continua espansione, un campo che fin dalla sua nascita segue passo passo il desiderio dell’uomo di conquistare l’ultima frontiera inesplorata, lo Spazio. Stiamo parlando di ricerca biomedica condotta in assenza di gravità.

Il sodalizio fra ricerca biomedica e attività aerospaziale ha origini tutto sommato recenti e risalenti ai primi anni cinquanta: sono gli anni della Corsa allo Spazio e con l’idea di inviare il primo uomo in orbita si cominciano a studiare gli effetti che l’assenza di gravità determina sul corpo umano. Nasce così la Medicina Aerospaziale, il cui obiettivo è quello di prolungare il più possibile la permanenza – indenne – dell’uomo nello Spazio [1].

Ma come si possono studiare gli effetti di una condizione così particolare? La risposta arriva dalla NASA con la missione “One-Year Mission”, condotta arruolando due astronauti un po’ particolari: i fratelli Kelly, due gemelli monozigoti e quindi uguali in tutto e per tutto. Mentre Scott Joseph è stato inviato per un anno in orbita sulla Stazione Spaziale Internazionale, Matt è rimasto sulla Terra (a voi scegliere chi sia stato più fortunato); in questo modo al ritorno di Scott, avvenuto lo scorso 1 Marzo, i ricercatori della NASA hanno avuto l’opportunità unica e inedita nella storia della Medicina di studiare due organismi geneticamente identici ma che hanno vissuto in condizioni di gravità completamente differenti [2]. Le ricerche si sono concentrate principalmente sulla risposta funzionale dell’organismo all’assenza di gravità (risposta cardiovascolare e muscolo-scheletrica in primis, ma anche sensitivo-motoria e metabolica), sulle principali ripercussioni psicologiche di un soggiorno prolungato nello Spazio e sulle alterazioni immunitarie e microbiologiche che avvengono nel nostro organismo in assenza di gravità, anche in considerazione della maggior esposizione alle radiazioni cosmiche a cui si è sottoposti [3]. La missione non si limita solo a questo: “One-Year Mission” rientra infatti nello “Human Research Program”, un progetto che vuole studiare se saremmo mai capaci un domani di viaggiare nello Spazio per anni, forse anche vite intere [4].

Non bisogna pensare che questo tipo di ricerca sia solo un esercizio di stile, privo di utilità per la vita di tutti i giorni e incapace di risolvere problemi ben più gravi con cui ci confrontiamo quotidianamente. Le innovazioni che nascono da questi studi sono molteplici e derivano dall’applicazione delle tecnologie studiate appositamente per lo Spazio. Ne è esempio la Risonanza Magnetica, che deriva dalla tecnologia di sviluppo di immagini ad alta definizione necessaria per lo studio della superficie lunare [5]. Oppure il LVAD – Left Ventricular Assist Device, uno strumento utilizzato per vicariare parzialmente o completamente l’attività cardiaca e nato, nel 1995, come costola di un dispositivo di pompaggio fondamentale nei viaggi in orbita [6] [7]. O ancora la NASG – Non Pneumatic Anti-Shock Garment, una tuta compressiva ottenuta da quelle degli astronauti e utilizzata nelle emorragie post-partum, soprattutto in quelle realtà più disagiate del mondo in cui la terapia farmacologica resta ancora troppo cara (peraltro inizialmente venne utilizzata effettivamente una vera tuta spaziale, ceduta dall’Ames Research Center al vicino ospedale universitario di Stanford per intervenire su di un caso di emorragia post partum refrattario alla terapia tradizionale) [8].

Schermata 2016-04-16 alle 11.44.14

Samantha Cristoforetti impegnata nel progetto Osteo-4 volto allo studio dell’espressione genica di osteociti in microgravità.

 

 

Ma il legame che unisce la Medicina allo Spazio non è dato solo dal tentativo di prolungare sempre di più la sopravvivenza nello Spazio e dalla tecnologia che ne deriva. E qui torniamo ai nostri osteoblasti e linfociti spaziali. L’assenza di gravità infatti si è dimostrata essere una condizione particolarmente favorevole per studiare numerosi processi patologici, soprattutto degenerativi, e contribuire a risolvere problemi molto “terrestri”. In letteratura gli articoli che riportano i dati ottenuti da colture cellulari o tissutali condotte in assenza di gravità sono sempre più numerosi e i risultati sorprendenti: le cellule sembrano percepire l’assenza di gravità e reagire di conseguenza in vario modo; possono ridurre la loro proliferazione rallentando il ciclo cellulare [9] (effetto particolarmente spiccato su osteoblasti e fibre muscolari e che sarebbe alla base dell’osteopenia e della sarcopenia che colpiscono gli astronauti) oppure modellare la loro espressione genetica. Soprattutto questo ultimo aspetto ha suscitato particolare interesse, considerato che alcuni dei geni coinvolti svolgono un ruolo chiave nell’oncogenesi [10], mentre altri sono alla base della maturazione e del differenziamento linfocitario [11]. Le implicazioni sono molteplici e sicuramente saranno di grande aiuto nel comprendere e quindi curare condizioni complesse come quelle delle neoplasie o delle disfunzioni del sistema immunitario. Per cui di nuovo, alzate gli occhi al cielo notturno e che cosa osservate? Probabilmente il futuro dell’Uomo, sulla Terra e nello Spazio.

Alessandro Gambella

 

Fonti:

[1] https://it.wikipedia.org/wiki/Medicina_spaziale

[2] https://www.nasa.gov/1ym

[3] http://www.nasa.gov/1ym/research

[4] https://hrp.grc.nasa.gov/

[5] http://www.nasa.gov/centers/ames/news/features/2009/10th-Anniversary-of-the-VirtualCollaborative-Clinic.html

[6] http://www.nasa.gov/pdf/363454main_medical_flyer.pdf

[7] https://spinoff.nasa.gov/pdf/HM_bro_web.pdf

[8] http://spinoff.nasa.gov/Spinoff2016/pdf/hm_2.pdf

[9] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11540639

[10] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21775437

[11] http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25568077

Author: Filippo

Share This Post On

Pin It on Pinterest

Share This

Condividi

Condividi questo articolo con i tuoi amici!