Se ci fermiamo un attimo a riflettere su cosa significhi davvero viaggiare nello spazio profondo, ci rendiamo subito conto che, per quanto romantica possa sembrare l’esplorazione del cosmo, l’universo è un ambiente profondamente ostile che mette a dura prova ogni singola cellula del nostro corpo. Proprio per sopravvivere alla condizioni estreme di questo ambiente, la NASA ha capito che la chiave per conquistare l’immensità dello spazio risiede in qualcosa di infinitamente piccolo, portando allo sviluppo dei cosiddetti “tissue chips“.
Immaginate dei piccoli rettangoli in polimero, grandi più o meno come la vostra carta di credito, attraversati da un’intricata rete di canali microscopici che pompano senza sosta nutrimento a colture di cellule umane vive. Questa non è fantascienza, ma una solida realtà che trova il suo ambiente di studio perfetto a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, dove queste complesse architetture permettono agli scienziati di simulare la nostra biologia con una enorme precisione. Trasferire questi esperimenti a quattrocento chilometri sopra le nostre teste ha aperto possibilità che fino a pochi anni fa ci saremmo solo sognati, perché la totale assenza di peso si è rivelata una vera e propria miniera d’oro per la ricerca medica.
Ma quale è la causa principale di tutta quella serie di patologie fisiche delle quali soffrono gli astronauti di ritorno dallo Spazio? La risposta è la costante condizione di microgravità alla quale sono quotidianamente sottoposti per tutta la loro permanenza nel cosmo: la microgravità è una particolare condizione fisica in cui un corpo è soggetto a un campo gravitazionale notevolmente ridotto, sperimentando una sensazione di quasi totale assenza di peso. Nonostante il termine venga spesso confuso con la dicitura “gravità zero”, la forza di gravità è ancora presente ma i suoi effetti vengono neutralizzati dal costante stato di caduta libera in cui si trova il sistema. Se volessimo usare un’analogia, è come se la microgravità fosse una macchina del tempo naturale che preme inesorabilmente sull’acceleratore dell’invecchiamento cellulare; essa è capace, in pochissime settimane, di far sviluppare patologie come l’osteoporosi e l’atrofia muscolare che qui sulla Terra impiegherebbero decenni per manifestarsi.
Poter osservare questo rapido declino in diretta offre ai ricercatori un vantaggio pazzesco: permette di testare la reale efficacia di nuovi farmaci e individuare terapie in tempi record, un lusso che nei ritmi dei laboratori terrestri è semplicemente impossibile, regalando così a tutti noi un immenso contributo per curare molto più velocemente malattie degenerative sempre (e purtroppo) più diffuse.
Il vero colpo di genio di questo programma, però, è quello che i ricercatori chiamano (quasi affettuosamente) “avatar in miniatura“, un concetto che rappresenta la nuova frontiera assoluta della medicina personalizzata e preventiva. Pensateci bene: prelevando delle semplici cellule staminali da un individuo, i medici possono “coltivare” i suoi tessuti e prevedere esattamente come reagirà quel corpo, e solo quel corpo, una volta esposto alle insidie fisiche dei viaggi interplanetari; questo meccanismo permette ai ricercatori di sapere con largo anticipo quale sarà la risposta fisica di uno specifico astronauta all’ambiente spaziale estremo che dovrà affrontare in una determinata missione. Proprio in occasione della missione lunare Artemis II, infatti, la NASA ha inviato nello spazio profondo degli avatar del midollo osseo creati a partire dalle cellule degli stessi astronauti dell’equipaggio, riuscendo a studiare sul campo e in totale sicurezza come il loro personale sistema immunitario ha affrontato le letali radiazioni cosmiche.
Come ama ricordare Lisa Carnell, l’attuale direttrice della divisione di Scienze biologiche e fisiche della NASA, l’obiettivo finale è spingersi ancora oltre e portare questi preziosi frammenti di vita fino alla superficie di Marte con le prossime missioni, garantendo che gli esploratori di domani possano viaggiare sicuri e dimostrando che la più grande avventura spaziale parte prima di tutto dalla cura della nostra biologia sul pianeta Terra.
Fonti di riferimento:
1) Tissue Chips Investigate Diseases, Test Drugs on the Space Station – NASA
2) Gli avatar in miniatura affrontano la più grande sfida della NASA – NASA Science
