Un anno nello Spazio modifica il DNA, lo studio della NASA

Trascorrere 340 giorni consecutivi sulla ISS ha provocato all’astronauta statunitense Scott Kelly modifiche al DNA, ai cromosomi e altre variazioni che fanno riflettere. Molti di voi ricorderanno il nome di questo astronauta, che è stato protagonista di una delle missioni spaziali più chiacchierate da quando esiste la ISS: uno statunitense che il prossimo 21 febbraio compirà 53 anni, e che è stato scelto per la missione “One Year in Space”.

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Un anno nello Spazio modifica il DNA, lo studio della NASA

A noi è rimasto nel cuore più che altro per le sensazionali immagini che ha pubblicato durante il suo soggiorno nello Spazio, ma l’interesse per la sua missione andava ben oltre quelle più “ordinarie”. Oltre ad essere stato sulla ISS più volte – anche in qualità di Comandante – la sua partecipazione prolungata sulla Stazione Spaziale è stata voluta perché ha un fratello gemello (Mark Kelly) anch’egli astronauta NASA.
Era un’occasione praticamente unica per studiare gli effetti della permanenza nello Spazio sul corpo umano. Fu così che fu avviato il programma senza precedenti “Twin Study”, e prima della partenza di Scott a marzo 2015 entrambi i gemelli si sono sottoposti a una serie di esami particolareggiati. Gli stessi esami sono stati ripetuti a fine missione. Se state pensando alla differenza di invecchiamento dei due fratelli suggerito dal paradosso dei gemelli siete fuori strada.
I ricercatori che stanno esaminando i profili genetici dei gemelli hanno rilevato un certo numero di differenze – alcune attese, altre del tutto inaspettate, e ora i genetisti sono al lavoro per determinare quali cambiamenti possano essere il risultato del tempo trascorso da Scott in orbita.
Un anno nello Spazio modifica il DNA, lo studio della NASA Un anno nello Spazio modifica il DNA, lo studio della NASA

Un anno nello Spazio modifica il DNA, lo studio della NASA

Andando subito al sodo, per ora si tratta di risultati preliminari, ma si sono rilevate differenze di espressione genica, fra cui la metilazione del DNA, ossia una modificazione epigenetica del DNA che comporta cambiamenti nell’attività dei geni e dei processi chimici. Sulla Terra è un meccanismo biochimico che l’organismo attiva per reagire allo stress ambientale.
Christopher Mason, un genetista presso la Weill Cornell Medicine di New York City, ha inoltre evidenziato delle differenze nelle lunghezze dei cromosomi dei gemelli, e nei microbi presenti nei loro intestini. Prima di proseguire è doveroso precisare che come ha sottolineato Mason i risultati non possono essere generalizzabili perché al momento le analisi riguardano due sole persone.
Un anno nello Spazio modifica il DNA, lo studio della NASA
Questo non inficia l’importanza dello studio, che consiste in uno dei profili molecolari più dettagliato mai fatto. Partiamo dal fatto che i due uomini hanno genomi quasi identici ed esperienze di vita simili. Per 340 giorni però Mark è rimasto a casa, mentre Scott ha orbitato attorno alla Terra per 15 volte al giorno (15,5 per essere precisi) a circa 400 km di altitudine, muovendosi a una velocità media di 27.600 km/h.
Studiando i telomeri dei gemelli (la regione terminale dei cromosomi) è emerso che quelli di Scott sono “cresciuti” e al ritorno erano più lunghi di quelli del fratello. Un dato che ha stupito gli scienziati, perché come fa notare il biologo Susan Bailey della Colorado State University, “è esattamente il contrario di quello che ci aspettavamo”. Tuttavia sembra da escludere un errore di analisi dato che i test sugli stessi campioni sono stati ripetuti presso un secondo laboratorio, che ha confermato il responso. Una prima ipotesi è che l’allungamento dei telomeri sia dovuto a un meccanismo di difesa delle cellule in risposta allo stress acuto, ma ovviamente non siamo alle battute definitive dello studio.
Dopo il rientro a terra comunque la lunghezza dei suoi telomeri è tornata ai livelli pre-volo in tempi relativamente brevi. Quello che non sappiamo è perché. Gli scienziati cercheranno la risposta conducendo uno studio separato sulla lunghezza dei telomeri di altri dieci astronauti, che verrà completato nel 2018 e forse permetterà di capire se sia l’attività spaziale a influenzare questo aspetto.
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Passiamo alla metilazione del DNA: in Scott è diminuita mentre era in missione, al contrario in Mark è aumentata. Ancora una volta i livelli di Scott sono tornati ai livelli pre-volo al rientro sulla Terra.
Il gruppo di studio di Mason fa notare che i cambiamenti nelle firme di espressione genica possono avvenire anche in persone che non lasciano mai la Terra, quando sottoposte a cambiamenti ambientali, della dieta e delle abitudini di sonno. Tre avvenimenti a cui senza dubbio Scott è stato sottoposto, ma che sono state rilevate in maniera più accentuata del normale – del resto tuttavia deve essere piuttosto traumatico per l’organismo mangiare solo cibo liofilizzato e dormire mentre s fluttua nello spazio.
Per la pubblicazione dei risultati completi della ricerca si dovrà attendere.
Perché questo studio è importante? Come abbiamo avuto modo di sottolineare più volte, uno dei compiti degli astronauti che vanno in missione di lunga durata sulla ISS è quello di comprendere, valutare e gestire i rischi dell’esplorazione umana nello Spazio. Fino a poco tempo fa quello che sapevamo riguardava un impatto diretto sulla salute nell’ambito della vista, della densità ossea, e di altri “effetti collaterali”. Grazie ai gemelli Kelly ne sapremo di più. Da notare che le informazioni raccolte e l’attività di ricerca che si svolge in orbita permetteranno di trovare anche cure per e malattie “terrestri”, quindi ci sarà un beneficio anche per i “comuni mortali”.

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