Il primo studio di un gemello nello spazio sembra una buona notizia per un viaggio su Marte

NASA | Immagine modificata da MIT Technology Review

Tre anni fa, l'astronauta americano Scott Kelly è tornato sulla Terra. Il suo ritorno dalla Stazione Spaziale Internazionale il 1 marzo 2016 si è concluso il suo Corsa da record negli Stati Uniti di 340 giorni nello spazio al microscopio medico. Suo fratello gemello, Mark Kelly (che era stato un astronauta), era sotto esame simile qui sulla Terra. La coppia ha offerto un'opportunità unica per esplorare come il corpo umano reagisce a lunghi periodi nello spazio, dandoci un'idea di cosa potrebbe accadere durante i viaggi, ad esempio, su Marte.

Ora, più di tre anni dopo, stiamo finalmente ottenendo un quadro chiaro di ciò che la microgravità, le radiazioni e l'ambiente spaziale hanno fatto al corpo di Scott. I primi risultati, pubblicato su Scienza oggi da dozzine di ricercatori in tutto il mondo, mostrano promesse per il futuro spaziale dell'umanità. È principalmente un'ottima notizia per i voli spaziali e per coloro che sono interessati a unirsi ai ranghi degli astronauti, afferma il professore della Cornell Chris Mason, ricercatore principale del NASA Twins Study. Sebbene il corpo abbia uno straordinario numero di cambiamenti, mostra anche una straordinaria plasticità nel tornare al normale stato terrestre.

Lo studio ha esaminato una serie di marcatori biologici, dal sistema immunitario (ha funzionato in modo simile a come funziona sulla Terra) alla forma dei bulbi oculari (il nervo retinico di Scott si è ispessito). Ma due dei risultati straordinari sono venuti da uno sguardo più da vicino al DNA e all'espressione genica.

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Susan Bailey e i suoi colleghi della Colorado State University si sono concentrati sull'osservazione della lunghezza dei telomeri di Scott Kelly e dell'enzima associato, la telomerasi. I telomeri si trovano alle estremità del DNA e la loro lunghezza generalmente indica l'età e la salute. Cose come l'invecchiamento, lo stress e le radiazioni possono farli restringere.

Poiché il volo spaziale espone le persone sia allo stress che alle radiazioni, i ricercatori si aspettavano di vedere i suoi telomeri accorciarsi. Era esattamente l'opposto, dice Bailey. Non appena i nostri primi campioni [sono stati prelevati] in volo, circa due settimane dopo che lui era lassù, abbiamo visto telomeri significativamente più lunghi in Scott rispetto a prima che andasse.

E la tendenza è persistita per tutto il tempo di Kelly sulla stazione spaziale. Complessivamente, i suoi telomeri si sono allungati di circa il 14,5%.

Che cosa vuol dire? Non pensare che abbiamo improvvisamente trovato la fontana della giovinezza nello spazio. Entro una settimana dal suo ritorno, i suoi telomeri si sono accorciati notevolmente. Sono cambiamenti molto, molto specifici per i voli spaziali e molto rapidi, che ci hanno davvero lasciato grattarci la testa su cosa nel mondo potrebbe causare una cosa del genere, dice Bailey. La lunghezza media dei telomeri di Scott Kelly è tornata alla normalità entro sei mesi, ma un numero anormalmente alto di telomeri corti che si sono formati al suo ritorno sulla Terra è rimasto nel suo corpo.

Un pezzo chiave dei dati mancanti sta creando parte del mistero sul perché ciò sia accaduto. I dati sulla telomerasi, l'enzima correlato alla lunghezza dei telomeri, non sono tornati in laboratorio. Mentre i campioni del corpo di Kelly nello spazio sono arrivati ​​ai ricercatori in meno di 48 ore, l'ambiente durante il viaggio verso il laboratorio non era controllato abbastanza bene da impedire la perdita dell'attività della telomerasi. Tornare sulla Terra in una capsula Soyuz non equivale a condizioni di laboratorio perfette.

L'altro grande cambiamento è stato riscontrato nell'espressione genica di Scott Kelly, o nel modo in cui il DNA dirige le cellule a produrre componenti come le proteine.

I ricercatori hanno visto molti geni spegnersi e riaccendersi durante il volo, in particolare quelli legati alla circolazione e al sistema immunitario. Questi cambiamenti suggeriscono come il corpo tenti di adattarsi allo spazio.

Mason dice che nella prima metà della missione hanno visto quasi 1.500 geni cambiare la loro espressione. Nella seconda metà della missione ne sono cambiati sei volte di più. Ciò suggerisce che il corpo umano subisce cambiamenti nel corso del suo tempo nello spazio, e non solo quando arriva.

Simile ai risultati dei telomeri, la maggior parte dei cambiamenti dell'espressione genica si sono invertiti dopo che Scott Kelly è tornato a casa. Tuttavia, sembra che diverse centinaia di geni abbiano ricordato il loro tempo nello spazio e si siano aggrappati ai cambiamenti.

Non sappiamo ancora se sia molto e quali siano gli effetti diretti sulla salute. Per la maggior parte dei numeri nel documento, non esiste un punto di confronto. È analogo alla prima volta che abbiamo misurato la pressione sanguigna di qualcuno, dice Mason. Non sapevamo quali fossero i numeri di riferimento effettivi finché non abbiamo iniziato a misurare più persone.

Sebbene abbia enormi quantità di dati in più sulla sua salute di quanto la maggior parte delle persone possa mai sognare, Scott Kelly ha detto al MIT Technology Review che non ha intenzione di intraprendere alcuna azione extra sulla base di queste informazioni. Non si è sentito bene subito dopo l'atterraggio, come fa la maggior parte degli astronauti, ma ora non nota molte differenze nella sua salute. Mi sento diverso da quando ho lanciato un po', ma probabilmente è perché, sai, ho quattro anni in più, dice.

I prossimi passi per il team di Bailey stanno cercando di creare metodi di test migliori per osservare l'attività della telomerasi, sulla Stazione Spaziale Internazionale o sulla Terra. Mason sta anche esaminando la tecnologia volta a rimuovere la pressione del tempo nella fase di trasporto del campione. La sua squadra ha anche eseguito il primo sequenziamento del DNA sulla ISS e cerca di avanzare ulteriormente. La maggior parte delle altre squadre spera in una dimensione del campione più ampia e, possibilmente, in test più lunghi. Un astronauta non è sufficiente per trarre conclusioni definitive, quindi ricercatori come Mason studieranno altri astronauti durante test di due mesi, sei mesi e anni. Quelle missioni, tuttavia, non avranno il vantaggio di un gemello a terra per il confronto.

[Gli astronauti] possono scegliere di essere un soggetto di ricerca umana, dice Kelly. Puoi scegliere o non scegliere di fare o non fare la scienza. Ma così poche persone viaggiano nello spazio e l'idea è che siamo lì per la scienza. Penso che sia un tuo obbligo iscriverti a tutte queste cose.

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