All’interno della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) sono in corso alcuni esperimenti scientifici che, avvenendo in un ambiente di microgravità, potranno mostrare le caratteristiche di alcuni fenomeni naturali quando questi avvengono al di fuori dalla Terra.
I viaggi spaziali, le missioni umane su Marte o altri pianeti e satelliti, saranno il futuro con cui confrontarsi, e la comunità scientifica ha bisogno di raccogliere i dati e le informazioni che ci permetteranno di affrontare in sicurezza tale scenario. La salute umana, per esempio, è uno dei temi rilevanti.
Con l’arrivo dell’astronauta Samantha Cristoforetti sulla ISS, verrà avviato, insieme ad altri 35 esperimenti internazionali in microgravità, di cui sei italiani, anche il nostro progetto PROMETEO. Il nome ricorda il mito greco, simbolo del desiderio di maggiore conoscenza, e per quanto ci riguarda il nostro scopo è quello di conoscere in modo più approfondito i meccanismi dello stress ossidativo, responsabile dell’invecchiamento e di diverse patologie.
Lo stress ossidativo è il meccanismo alla base di molti effetti deleteri del volo spaziale (che comporta l’esposizione alla microgravità ed alle radiazioni cosmiche), ed è insito nella genesi di svariate condizioni patologiche a Terra, inclusi il morbo di Parkinson ed altre patologie neurodegenerative. Legato allo sbilanciamento fra la produzione e l’eliminazione di specie chimiche pro-ossidanti, lo stress ossidativo implica alterazioni di breve e di lungo termine a carico di bersagli di complessità crescente, a partire dal livello molecolare fino a quello di un organismo intero. Il sistema nervoso centrale è il bersaglio più vulnerabile dello stress ossidativo e richiede pertanto una speciale protezione antiossidante, data la durata crescente delle missioni spaziali e in vista di viaggi interplanetari. Il nostro progetto PROMETEO propone l’uso di nanoparticelle basate su polidopamina (PDA) per fornire protezione antiossidante e prevenire, di conseguenza, il danneggiamento dei neuroni esposti a gravità alterata e radiazioni cosmiche.
L’attenzione è focalizzata sulle cellule neuronali coinvolte nelle funzioni cognitive e motorie sia nello spazio, dove ogni alterazione comportamentale implica significativi rischi per l’equipaggio umano, che a Terra, dove la perdita di neuroni dopaminergici dovuta alla progressione del morbo di Parkinson manca ancora di un efficace contrasto. L’obiettivo primario del progetto è pertanto consentire una prolungata permanenza umana nello spazio in missioni di lunga durata e produrre nuove prospettive metodologiche in ambito medico e biotecnologico a Terra. L’obiettivo secondario che consegue direttamente da quello primario consiste nella prevenzione della deplezione dopaminergica grazie alla protezione antiossidante dei meccanismi molecolari vulnerabili allo stress ossidativo.
PROMETEO rileva il suo background nel gran numero di studi accumulati negli ultimi decenni allo scopo di identificare, caratterizzare, e contrastare le modifiche architettoniche e funzionali del tessuto nervoso, osservate sia in soggetti umani che animali dopo il volo spaziale, ma anche in modelli in vitro ed in vivo esposti a microgravità e a radiazioni cosmiche simulate. Il progetto in particolare mira ad esplorare la connessione fra volo spaziale e stress ossidativo, discriminando gli effetti della microgravità da quelli delle radiazioni cosmiche, e a fornire contromisure nanotecnologiche ad alterazioni di breve e di potenziale lunga durata che possano interessare il sistema nervoso centrale per via dello sbilanciamento redox indotto dal volo spaziale. PROMETEO aspira anche a fornire evidenze e strumenti terapeutici rilevanti per il trattamento di condizioni neurodegenerative, quale il morbo di Parkinson a Terra.
L’obiettivo primario di PROMETEO consiste nel conseguimento di contromisure nanotecnologiche innovative basate sulla PDA contro la degenerazione di neuroni indotta da stress ossidativo, associata sia alla microgravità che all’esposizione a radiazioni cosmiche durante il volo spaziale, nonchè dovuta all’instaurarsi e alla progressione di malattie neurodegenerative a Terra. Questo progetto pertanto mira ad elaborare strumenti terapeutici efficaci, sicuri e controllabili per la preservazione, il mantenimento e la promozione dell’integrità architettonica e funzionale del tessuto nervoso.
