Diversi studi lo hanno suggerito rischi di volo spaziale il sistema nervoso centrale (SNC) e altri effetti complessi sulla salute. Tuttavia, la gravità artificiale sembra offrire una certa protezione da questi cambiamenti, secondo i recenti risultati di uno studio condotto sul Stazione Spaziale Internazionale usando i moscerini della frutta.
I moscerini della frutta sono l'organismo ideale per questo tipo di ricerca per la loro somiglianza con l'uomo. C'è una significativa sovrapposizione tra i processi cellulari e molecolari delle mosche e degli esseri umani. Quasi il 75% dei geni che causano malattie umane sono condivisi dai moscerini della frutta, il che significa che più impariamo sui moscerini della frutta, più informazioni gli scienziati devono indagare su come il l'ambiente spaziale può avere un impatto sulla salute umana.
In questo esperimento, gli scienziati hanno fatto volare le mosche sulla stazione spaziale per un mese in un componente hardware di nuova concezione noto come Multi-use Variable-gravity Platform (MVP), che può contenere mosche in vari gradi di gravità. Le mosche in questo hardware avevano accesso a cibo fresco mentre vivevano e si riproducevano. Utilizzando compartimenti distinti, l'MVP ha consentito di separare diverse generazioni di mosche.
Una centrifuga, un dispositivo che ruota per replicare la gravità, è stata utilizzata per simulare la gravità terrestre per un altro gruppo, esponendolo alla gravità artificiale. Le telecamere nell'hardware hanno catturato il comportamento di questi "flyonauts" mentre erano sulla stazione spaziale. Alcune mosche congelate sono state riportate sulla Terra per indagare sulla loro espressione genica.
Le mosche sono state riportate ad Ames per ulteriori ricerche quando sono tornate sulla Terra in un'astronave SpaceX Dragon che si è schiantata nel Oceano Pacifico. Dopo l'arrivo delle mosche, i ricercatori dell'Ames hanno lavorato senza sosta per due giorni per selezionarle e valutarne il comportamento e la biochimica. Le stesse analisi sono state eseguite su una serie di mosche tenute sulla Terra come esperimento di controllo per fornire una linea di base per confrontare i dati dei "flyonaut".
Questo è il primo del suo genere di studio che adotta un approccio integrato al modo in cui il l'ambiente spaziale influisce sul sistema nervoso. Gli scienziati hanno osservato il comportamento delle mosche osservando i loro movimenti mentre si spostavano nel loro habitat, i cambiamenti a livello cellulare nel cervello delle mosche, come le modificazioni dell'espressione genica influiscono sul sistema nervoso e altro ancora.
Gli scienziati hanno notato, “I cambiamenti osservati sono arrivati in molte forme, alcune facili da vedere semplicemente guardando le telecamere incluse negli scomparti dell'MVP, altre che hanno richiesto ulteriori studi sul ritorno sulla Terra. I comportamenti studiati includevano l'attività della mosca in volo e la capacità di arrampicata al ritorno sulla Terra. Le mosche hanno una risposta naturale per arrampicarsi sul loro contenitore quando vengono toccate, e questo è stato usato come test delle loro abilità dopo il volo. Le mosche in microgravità erano più attive di quelle nella gravità artificiale terrestre, ma hanno anche mostrato difficoltà durante questo test di arrampicata dopo il ritorno sulla Terra".
Anomalie neurologiche nelle mosche esposte alla microgravità sono state scoperte da uno studio più approfondito eseguito subito dopo l'atterraggio. Dopo essere tornate sulla Terra, le mosche invecchiavano in modo diverso a seconda che avessero usato la gravità artificiale mentre erano nello spazio. Hanno affrontato difficoltà simili alle mosche in microgravità, sebbene meno gravi.
I risultati di questo studio suggeriscono che il volo spaziale provoca stress nelle cellule della mosca che porta a impatti comportamentali e neurologici negativi, nonché cambiamenti nell'espressione genica nel cervello di mosca. Tuttavia, la gravità artificiale può alleviare temporaneamente le difficoltà che la microgravità nello spazio causa al sistema nervoso di un moscerino della frutta, anche se ci sono ancora complicazioni di salute a lungo termine.
La dott.ssa Siddhita Mhatre, ricercatrice senior di KBR Wyle presso Ames e autrice dell'articolo pubblicato, disse, "Poiché i moscerini della frutta e gli esseri umani sono organismi molto diversi, nonostante le loro sovrapposizioni genetiche, questi risultati non possono parlare direttamente di ciò che gli esseri umani sperimenteranno nel corso della vita nello spazio, ma apre la strada agli scienziati da seguire quando progettano modi per proteggere gli astronauti mentre viaggiano verso destinazioni con una varietà di livelli di gravità in futuro.
“Con le imminenti missioni nello spazio profondo di lunga durata, in cui gli astronauti saranno esposti a vari livelli di gravità, è imperativo comprendere l'impatto della gravità alterata sulla funzione neurologica. Se possiamo usare la gravità artificiale per ritardare i deficit legati allo spazio, forse possiamo estendere le future linee temporali della missione. E vola nello spazio, insieme agli astronauti, contribuirà a promuovere i nostri sforzi per mantenere gli astronauti in salute”.
Riferimento della Gazzetta:
- Siddhita D. Mhatre et al., La gravità artificiale protegge parzialmente i deficit neurologici indotti dallo spazio nella Drosophila melanogaster, Rapporti Cellulari (2022). DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111279
