Studi sull’ISS per trovare una soluzione alla perdita di massa muscolare degli astronauti

Un esperimento effettuato a bordo dell'ISS è riuscito a dare delle risposte molto importanti riguardanti il motivo per il quale avviene la perdita di massa muscolare e di tessuto osseo degli astronauti, che si trovano per lunghi periodi in condizioni di microgravità

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Un esperimento che è stato effettuato a bordo dell‘ISS è riuscito a dare delle risposte molto importanti riguardanti il motivo per cui avviene la perdita di massa muscolare e di densità ossea degli astronauti, che si trovano per lunghi periodi in condizioni di microgravità, fornendo così un valido aiuto nel risolvere il problema.
Il 5 dicembre 2019 la capsula Dragon cargo ha portato sulla Stazione Spaziale Internazionale 40 topi di laboratorio, sui quali sono stati effettuati dei test per verificare l’effetto della soppressione della miostatina, una proteina che limita la crescita del tessuto muscolare negli essere viventi.
Un team di scienziati della Johns Hopkins University di Baltimora, del Maryland, guidati da Se-Jin Lee e Alexandra McPherron, nel 1997 aveva scoperto qual è il gene del DNA capace di codificare la miostatina. Successivamente, la scoperta è stata utilizzata in un esperimento in cui gli scienziati hanno manipolato geneticamente i topi, così da bloccare la produzione della miostatina. Il risultato è stato che i topi hanno subìto, a causa dell’assenza della miostatina, un aumento di massa muscolare pari al doppio in brevissimo tempo.
Se-Jin Lee, insime alla moglie Emily Germain-Lee e ad altri collaboratori che lavorano attualmente presso il Jackson Laboratory for Genomic Medicine di Farmington, nel Connecticut, hanno preparato tutto il necessario per predisporre l’esperimento da effettuare sull’ISS, che è stato inviato a dicembre dello scorso anno.
L’esperimento svolto sulla Stazione Spaziale Internazionale aveva come scopo quello di verificare gli effetti che l’inibizione dell’attività della miostatina, insieme anche all’inibizione della attivina A, un’altra proteina coinvolta nei processi di accrescimento muscolare e osseo, avrebbero avuto sulle cavie da laboratorio in un ambiente a microgravità.
L’esperimento è iniziato il 10 dicembre del 2019, per poi terminare il 7 gennaio 2020, quando la capsula contenente i topi di laboratorio è rientrata sulla Terra. L’esperimento, contenente tutte le cavie in perfetta salute, è stato successivamente consegnato ai laboratori di Explora Biolabs di San Diego, in California, per effettuare i successivi test di verifica.
I topi, che hanno passato 33 giorni in condizioni di microgravità, erano stati suddivisi in 5 gruppi di 8 esemplari ciascuno, di cui 3 gruppi non sono stati sottoposti ad alcun trattamento, un gruppo è stato sottoposto per tutto il tempo passato nell’ISS ad un trattamento che inibisce l’attività della miostatina e dell’attivina A (ACVR2B/Fc), e l’ultimo ha subito un trattamento che ha modificato il codice genetico, con lo scopo di non produrre le proteine.
Le cavie da laboratorio sono state analizzate, verificando così che per quelle che non hanno subìto nessun tipo di trattamento, la permanenza in un ambiente a microgravità ha comportato una significativa perdita di massa muscolare e di densità ossea.
Le cavie che invece sono state trattate, da cui si è potuto notare che non esiste alcuna differenza tra quelle a cui sono stati somministrate le proteine e quelle geneticamente modificate, hanno mostrato un accrescimento della muscolatura e una maggiore densità ossea. Inoltre, gli scienziati hanno anche notato che la muscolatura e la densità ossea delle cavie trattate inviate sull’ISS sono risultate maggiori rispetto ai topi non trattati rimasti sulla Terra, utilizzati come test di controllo per l’esperimento in orbita.

Risultati struttura ossea esperimento CRS 19
Lo schema in alto riporta le microtomografie computerizzate effettuate sui femori e sulla vertebra lombare L4 dei topi oggetti dell’esperimento, sia per quelli che sono stati in ambiente a microgravità sulla Stazione Spaziale Internazionale sia per gli animali di controllo rimasti sulla Terra.

Gli scienziati hanno anche verificato che i topi non soggetti a trattamento inviati sull’ISS, dopo 2 settimane dal rientro sulla Terra hanno mostrato un recupero spontaneo della massa muscolare, mentre per quanto riguarda la densità ossea non solo non è tornata ai livelli precedenti l’esperimento nello spazio, ma è arrivata a ridursi ulteriormente.

L’esperimento ha messo in evidenza come la somministrazione del ACVR2B/Fc ai topi, abbia permesso un recupero veloce della massa muscolare e il recupero della densità ossea a dei valori simili a quelli rilevati prima del lancio.
I risultati ottenuti dagli scienziati tramite l’utilizzo dei farmaci, in grado di inibire l’attività della miostatina e dell’attivina A, potrebbero diventare una validissima terapia da poter somministrare a chi subisce una perdita della massa muscolare e una diminuzione della densità ossea, come quello che accade appunto agli astronauti durante i viaggi spaziali, che si trovano a vivere nella microgravità per lunghi periodi.
Gli scienziati ritengono anche che la terapia non è valida soltanto per gli astronauti, ma anche per persone che vivono sulla Terra e soffrono di patologie che colpiscono le ossa e i muscoli, come ad esempio l’atrofia muscolare, la lunga permanenza a letto o in carrozzina e la vecchiaia.
Gli studiosi tengono a precisare che al momento la sperimentazione, e quindi l’efficacia, è stata testata solo sui topi, e per quanto la fisiologia di questi animali possa essere simile a quella umana, c’è ancora bisogno di molte prove scientifiche per riuscire a sviluppare e quindi a poter somministrare la terapia alle persone.

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