ESPERIMENTI SULLA STAZIONE SPAZIALE

L’invecchiamento cellulare in microgravità

In assenza di gravità (o quasi) le cellule del corpo umano invecchiano e degerano più velocemente e si comportano diversamente che sulla Terra. Per questo campioni di Linfociti T sono stati inviati sulla SSI per essere studiati e per trovare nuove cure a infezioni e malattie del sistema immunitario

Rappresentazione di un Linfocita T. Crediti: NIAID

Rappresentazione di un Linfocita T. Crediti: NIAID

L’inesorabile passare del tempo è uno dei più grandi nemici del corpo umano. Con gli anni si diventa più saggi, è vero, ma le cellule subiscono dei cambiamenti che non sempre sono positivi come la saggezza. E non solo sulla Terra. Anche durante i viaggi nello spazio, tra le avventure più emozionanti che l’uomo possa fare, l’organismo, i muscoli, l’apparato scheletrico, le cellule e il sistema immunitario vengono sottoposti un indebolimento non indifferente. Da anni ormai, e soprattutto di recente, medici e ricercatori della NASA studiano gli effetti che lmicrogravità ha sul nostro meccanismo di difesa immunitaria.

Un gruppo di esperti dell’Agenzia spaziale americana, con il National Institute on Aging, ha cominciato un’importante ricerca sulla Stazione Spaziale Internazionale che, in futuro,  potrà portare benefici a tutta l’umanità. Lo studio si chiama “T-Cell Activation in Aging” e cerca la causa del decadimento del sistema immunitario umano in microgravità. Le cellule T (o linfociti t), un tipo di globuli bianchi, hanno dei recettori chimici superficiali che devono essere innescati per attivare il sistema immunitario del corpo correttamente. Campioni di Linfociti T sono stati inviati sulla SSI per essere analizzati in assenza di gravità.

È un tipo di studio d’avanguardia ma difficile da effettuare perché i cambiamenti nel nostro corpo, a livello cellulare, avvengono nel corso di decenni e non in poche ore, almeno sulla Terra. I ricercatori hanno invece rilevato che cambiamenti nel sistema immunitario, soprattutto per quanto riguarda i Linfociti T, avvengono molto più rapidamente nello spazio. Condurre esperimenti, come questo e molti altri già in atto, in condizioni di microgravità permette agli scienziati  non solo di eliminare gli effetti che la gravità ha sulla Terra e di studiare dei fenomeni chiave per la biologia, la fisica e la chimica, ma anche di compiere sperimentazioni su prodotti difficili o impossibili da ottenere sul nostro pianeta.

“Uno dei nostri obiettivi – ha detto Millie Hughes-Fulford, già astronauta della NASA e principale autore dello studio per l’Università della California – è di usare la microgravità come nuovo modello per studiare i meccanismi di invecchiamento molecolare e di disfunzioni immunitarie comunemente osservate tra gli anziani”. Si tratta di un approccio unico e innovativo alla materia dell’immunodeficienza che aiuterà a trovare nuove soluzioni per prevenire l’infezione non solo per chi è in viaggio nello spazio, ma anche per quelli con sistema immunitario compromesso, che spesso, sulla Terra, non solo gli anziani.

Cos’è il sistema immunitario? Si tratta di un’intricata rete di difesa del nostro corpo, come una formazione di calcio che cerca di difendere la porta dalla squadra avversaria, che, in questo caso, sono batteri, infezioni e malattie. Le cellule immunitarie pattugliano costantemente i nostri flussi sanguigni, chiedendo aiuto anche ad altre cellule che incontrano. Quando queste cellule rilevano un nemico, l’informazione viene comunicata a una cellula immunitaria specializzata, nota come Linfocita T, che gioca un ruolo principe nell’immunità cellulare. Da qui parte l’esercito di cellule immuni che cercano in tutto il corpo l’infezione e la combattono. Se, come accade in persone già affette da altre malattie – anche non gravi – le cellule T non sono reattive veniamo colpiti dall’infezione e ci ammaliamo.

L’indebolimento del sistema immunitario è un problema comune anche per gli astronauti. Sorprendentemente, diversi cambiamenti nei sistemi immunitari riscontrati negli anziani sono gli stessi trovati nei viaggiatori dello spazio di ritorno da lunghe missioni. Tra i cambiamenti più frequenti ci sono l’alterata attivazione delle cellule T e la produzione più rapida di cellule (che porta al degenerare di alcune gravi malattie). Gli esperti cercano di studiare il perché l’esposizione alla microgravità può simulare l’invecchiamento di cellule immunitarie e di rivelare i meccanismi biochimici che sono alla base della disfunzione del sistema immunitario. Questa conoscenza può essere applicata per sviluppare trattamenti non solo per l’immunosoppressione ma anche per le malattie infiammatorie in cui il sistema immunitario sovrareagisce invece che bloccarsi.

In passato sono già state effettuate diverse ricerche, come la Leukin-2, per studiare quali aspetti di un viaggio nello spazio distruggono le barriere del sistema immunitario. È stato rilevato che l’attivazione dei Linfociti T è gravemente compromessa all’interno di una navicella spaziale. Gli esperimenti sulla Terra, come detto, sono molto più laboriosi e complessi rispetto a quelli effettuati nei laboratori all’interno della Stazione Spaziale Internazionale dove i risultati arrivano in tempi molto brevi. Per questo cellule T da donatori sani sono state inviate nello spazio durante l’ultimo volo di rifornimento la scorsa settimana a bordo dell’aereodinamico razzo di ultima generazione Falcon 9. Durante gli esperimenti futuri alcuni campioni verranno sottoposti a centrifuga, che crea una gravità artificiale. In seguito verrà inserito un “attivatore” che segnalerà la presenza di infezioni alle cellule T. I campioni faranno ritorno sulla Terra fra circa 30 giorni per essere analizzati e paragonati a quelli già studiati in precedenza.

I ricercatori esamineranno anche le molecole chiamate MicroRNA, che non sono altro che piccole molecole endogene di RNA non codificante ma che influiscono sul comportamento cellulare. Queste cellule sono le candidate più papabili per nuove ricerche in campo farmaceutico.

Per saperne di più:

Visita il sito della NASA sull’esperimento “T-Cell Activation in Aging”