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Perchè gli scienziati stanno cercando di far crescere gli organi alla Stazione Spaziale Internazionale? Le persone vivono sulla Terra, non a gravità zero! Un esperto di cellule staminali, Alysson R. Muotri – Professore di pediatria e medicina cellulare e molecolare, Università della California, spiega perchè è utile fare questi esperimenti nello spazio.
Spiega il Prof. Muotri:
“La gravità può essere un vero svantaggio quando stai cercando di far crescere degli organi. Ecco perché gli esperimenti nello spazio sono così preziosi. Hanno rivelato una nuova prospettiva nelle scienze biologiche, comprese le intuizioni sulla fabbricazione dei tessuti umani.
La gravità influenza il comportamento cellulare influenzando il modo in cui proteine e geni interagiscono all’interno delle cellule, creando tessuti polarizzati, un passo fondamentale per lo sviluppo naturale degli organi. Sfortunatamente, la gravità è contro di noi quando proviamo a riprodurre in laboratorio complessi tessuti tridimensionali per il trapianto medico. Ciò è difficile a causa delle limitazioni intrinseche dei bio-reattori utilizzati sulla Terra.
“Sono un biologo e mi occupo di cellule staminali e sono interessato alla salute e all’evoluzione del cervello. Il mio laboratorio studia come il cervello umano si forma all’interno dell’utero e come le alterazioni di questo processo potrebbero avere conseguenze per tutta la vita sul comportamento umano, come nell’autismo o nella schizofrenia. Parte di quel lavoro include la crescita delle cellule cerebrali nello spazio“.
Crescita di tessuti e organi in laboratorio
Per costruire tessuti organizzati in laboratorio, gli scienziati usano impalcature per fornire una superficie da attaccare alle cellule basata su una forma rigida predeterminata. Ad esempio, un rene artificiale ha bisogno di una struttura, o impalcatura, di una certa forma per la crescita delle cellule renali. In effetti, questa strategia aiuta i tessuti ad organizzarsi nelle prime fasi, ma crea problemi a lungo termine, come eventuali reazioni immunitarie a questi scaffold sintetici o strutture inaccurate.
Al contrario, in condizioni senza peso, le cellule possono auto-organizzarsi liberamente nella loro corretta struttura tridimensionale senza la necessità di un substrato di impalcatura. Rimuovendo la gravità dall’equazione, noi ricercatori potremmo imparare nuovi modi di costruire tessuti umani, come cartilagine e vasi sanguigni che sono privi di impalcature, imitando la loro naturale disposizione cellulare in un ambiente artificiale. Sebbene questo non sia esattamente ciò che accade nell’utero (dopo tutto l’utero è anche soggetto alla gravità), le condizioni senza peso ci danno un vantaggio.
E questo è esattamente ciò che sta accadendo alla Stazione Spaziale Internazionale. Questi esperimenti aiutano i ricercatori a ottimizzare la crescita dei tessuti per l’uso nella scienza di base, nella medicina personalizzata e nel trapianto di organi. Ma ci sono altri motivi per cui dovremmo produrre organi nello spazio. Le missioni spaziali a lungo termine creano una serie di alterazioni fisiologiche nel corpo degli astronauti. Mentre alcune di queste alterazioni sono reversibili con il tempo, altre no, compromettendo i futuri voli spaziali umani.
Studiare i corpi degli astronauti prima e dopo la loro missione non solo può rivelare ciò che non va nei loro organi, ma fornisce piccoli spunti sui meccanismi responsabili delle alterazioni osservate. Pertanto, la crescita dei tessuti umani nello spazio può integrare questo tipo di indagine e rivelare modi per contrastarlo.
Infine, tutte le forme di vita che conosciamo si sono evolute in presenza di microgravità. Senza gravità, il nostro cervello potrebbe essersi evoluto in una traiettoria diversa, oppure i nostri fegati potrebbero non filtrare i liquidi come sulla Terra.
Ricreando la formazione di organi embrionali nello spazio, possiamo anticipare come si svilupperebbe il corpo umano nell’utero. Ci sono diverse iniziative di ricerca in corso nel mio laboratorio con organoidi cerebrali umani presso l’ISS, progettati per apprendere l’impatto della gravità zero sul cervello umano in via di sviluppo. Questi progetti avranno profonde implicazioni per la futura colonizzazione umana (gli umani possono riprodursi con successo nello spazio?). Questi studi miglioreranno anche la generazione di organi artificiali che vengono utilizzati per testare farmaci e trattamenti sulla Terra.
I migliori trattamenti per le condizioni di sviluppo neurologico e neurodegenerativo che colpiscono milioni di persone verranno dalla ricerca nello spazio?”, scrive Alysson R. Muotri – Professore di pediatria e medicina cellulare e molecolare, Università della California”.
Fonte:Live Science
