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Meno stress per gli astronauti grazie all'Iit

Giada Genchi, Alice Salgarella, Gianni Ciofani, Ilaria Pezzini e Attilio Marino

Il progetto Nanoros ideato dall'istituto pontederese e Asi ha studiato rimedi per ridurre il decadimento muscolare di chi passa molto tempo in orbita

PONTEDERA — Il coordinatore del progetto Nanoros è Gianni Ciofani, professore associato al Politecnico di Torino e affiliato al Centro di Micro BioRobotica dell’Istituto Italiano di Tecnologia a Pontedera. Nella squadra di Ciofani lavorano Attilio Marino, neurobiologo, e Giada Gianchi, biotecnologa, entrambi ricercatori del Centro di Micro-BioRobotica di IIT a Pontedera. Partner del progetto è la Scuola Superiore Sant'Anna, di cui fanno parte Alice Salgarella ed Ilaria Pezzini, anche loro nel team Nanoros.

L’esperimento legato al progetto sarà condotto sulla Stazione spaziale orbitante dall’astronauta italiano Paolo Nespoli, grazie al coordinamento e al finanziamento dell’Agenzia Spaziale Italiana, con dispositivi di ricerca sviluppati dalla Kayser Italia di Livorno.

"È ben noto - hanno spiegato i responsabili del progetto - come un’esposizione di lungo termine a condizioni di microgravità (come quella a cui sono esposti gli astronauti in permanenza sulla stazione spaziale internazionale) causi atrofia e riduzione in forza e potenza del muscolo scheletrico. Condizioni che comportano la diminuzione della forza di gravità per giorni o settimane, come nel caso di prolungata permanenza nello spazio, causano pertanto il deterioramento e l’indebolimento dei muscoli posturali".

"Periodi di permanenza a bordo della Iss per più di tre mesi - hanno proseguito - e viaggi su Marte (incluso il ritorno) di oltre due anni sottoporrebbero gli astronauti a condizioni intensive di microgravità, rendendo così indispensabili efficaci contromisure per i danni a livello muscolare".

"Studi biologici su singola cellula - hanno aggiunto - hanno dimostrato come la permanenza della condizione di microgravità sia in grado di comportare una significativa riduzione di forza e velocità di contrazione delle cellule muscolari, sia cardiache che striate. Questo processo è riproducibile sperimentalmente a livello di organismi complessi, ad esempio in roditori, mediante il sollevamento degli arti posteriori. Questi studi hanno dimostrato come l'aumento dello stress ossidativo è in grado di contribuire sostanzialmente a questi effetti".

"La debolezza e l’atrofia muscolare - hanno spiegato - sono strettamente correlate all'aumento dello stress ossidativo. I dati di letteratura suggeriscono che la privazione di carico nel tessuto muscolare causa stress ossidativo, il quale contribuisce alla disfunzione del muscolo stesso. Per questo motivo, la degenerazione muscolare in condizioni di microgravità può essere contrastata dalla somministrazione di opportuni agenti antiossidanti".

Entrando nel dettaglio dello studio in corso a Pontedera e che sarà verificato nello spazio, Ciofani e gli altri curatori hanno spiegato: "Per quanto riguarda l’impiego di antiossidanti, grandi aspettative derivano dagli approcci nanotecnologici, in particolare dall’impiego di nanoparticelle dotate di proprietà ossidoriducenti, come le nanoparticelle di ossido di cerio (nanoceria, CeO2). Le nanoparticelle di ceria presentano una struttura elettronica molto particolare, in grado di catturare i radicali liberi e ridurre lo stress ossidativo in sistemi biologici. Studi preliminari hanno dimostrato come la nanoceria sia ben tollerata dall’organismo; inoltre sono stati dimostrati importanti risultati nella protezione neuronale, oculare ed in seguito a danni da radiazione. L’estrema versatilità della nanoceria consente lo sfruttamento delle sue proprietà antiossidanti senza la necessità di una ripetuta somministrazione del preparato (a differenza degli antiossidanti naturali che vengono invece degradati e metabolizzati rapidamente dall'organismo)".

In sostanza, hanno chiarito "il progetto Nanoros consisterà nell'impiego di nanoparticelle di ceria quali agenti ossidanti da testare in condizioni di microgravità, allo scopo di contrastare gli effetti deleteri dello stress ossidativo in queste peculiari condizioni. La sperimentazione di stimolazione mediante nanoparticelle di ceria per il contrasto dello stress ossidativo nel tessuto muscolare, condizione che caratterizza la permanenza in condizioni di microgravità e colpisce il personale attivo in missioni spaziali, risulta essere di estrema importanza anche per la salute umana sulla Terra".

Per quanto riguarda il possibile sviluppo dello studio anche sulle persone comuni i responsabili del progetto Nanoros hanno detto: "Le patologie a carico del sistema muscolare scheletrico sono infatti ampiamente diffuse e di diversa origine (sia genetica che acquisita). In aggiunta alle patologie strettamente connesse all’apparato muscolare, è necessario considerare che anche molte malattie neurologiche (ad esempio lesioni del sistema nervoso centrale o periferico, alterazioni della trasmissione neuromuscolare) possono provocare la comparsa di una sintomatologia principalmente muscolare. La sintomatologia è spesso contraddistinta da infiammazione e stress ossidativo che inducono, in ultima istanza, l’atrofia della massa muscolare".

René Pierotti
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