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La ricerca contro il cancro vola in orbita per testare nuovi farmaci

orsetto Teddy nello spazio

Pronti, partenza, via! Nel maggio del 2023 è iniziata una missione della Axiom Space, azienda aerospaziale statunitense, per studiare gli effetti di due farmaci su cellule staminali tumorali.

I test non si svolgeranno a Terra, ma a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), dove le cellule cancerose si rigenerano più facilmente e sviluppano resistenza alle terapie a un ritmo accelerato.

Scienziati in orbita

Era il 1961 quando Jurij Gagarin completò con successo una missione che sarebbe passata alla storia dell’umanità: fu il primo uomo a volare nel cosmo. Da allora, altri uomini e donne hanno varcato la soglia della nostra atmosfera allontanandosi dalla Terra.

E sopra la tuta da astronauta, alcuni portano anche il camice da scienziato: sono i ricercatori  a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), che con i loro esperimenti cercano di capire come il corpo umano reagisce all’assenza di gravità, con risultati di interesse non solo per l’esplorazione spaziale, ma anche per il miglioramento delle condizioni di salute sulla Terra.

È questo lo scopo delle missioni spaziali organizzate da Axiom Space, in collaborazione con l’Università della California – San Diego (UC San Diego). A bordo del veicolo spaziale lanciato dal Kennedy Space Center nell’aprile del 2022 c’erano anche alcune ospiti di eccezione: cellule staminali tumorali spedite sulla ISS per studiare gli effetti della microgravità sull’invecchiamento e la rigenerazione cellulare.

Nel maggio 2023, è iniziata la Axiom Mission – 2, una seconda spedizione in cui i ricercatori testeranno l’effetto di alcuni farmaci inibitori della rigenerazione cellulare su un modello 3D di cancro al seno.

Perché costruire un laboratorio nello spazio?

Chi trascorre un periodo in orbita sperimenta condizioni di vita totalmente diverse da quelle a cui siamo abituati sulla Terra, per via dell’assenza di peso o dell’intensità delle radiazioni. L’essere umano si è evoluto sulla Terra, l’unico posto in tutto l’universo che possiamo chiamare “casa”.

Fuori da casa siamo più vulnerabili e un soggiorno più o meno lungo nello spazio ha una serie di conseguenze sul corpo umano, come fragilità ossea, perdita muscolare, riduzione delle capacità sensoriali e motorie e disturbi cardiovascolari.

Se questi effetti sono studiati e documentati ormai da decenni, solo di recente i ricercatori hanno iniziato a osservare anche i cambiamenti che l’ambiente spaziale provoca a livello microscopico, sulle singole cellule che compongono gli organi e i tessuti umani.

Diversi esperimenti hanno dimostrato che la microgravità può accelerare l’invecchiamento e la disfunzione immunitaria nelle cellule staminali umane, non ancora specializzate e in grado di trasformarsi nei diversi tipi di cellule presenti nel nostro corpo. Queste condizioni, inoltre, favoriscono la rigenerazione delle cellule staminali tumorali, quelle che forniscono benzina allo sviluppo dei tumori.

Le missioni della Axiom Space

Durante la Axiom Mission – 1, i ricercatori hanno scoperto che le cellule staminali tumorali in orbita si rigenerano più facilmente che sulla Terra e sviluppano resistenza alle terapie tradizionali a un ritmo “accelerato”.  Non solo questi esperimenti aiutano a capire in tempi rapidi come evolvono i tumori – ad esempio come diventano resistenti ai farmaci – ma accelerano anche lo screening di nuovi farmaci.

Le cellule staminali tumorali lanciate nello spazio dalla UC San Diego nelle fasi iniziali del programma, dopo un mese di permanenza in orbita, avevano tutte mostrato un incremento nei livelli di alcuni marcatori pre-tumorali, tra cui gli enzimi APOBEC3C e ADAR-1.

Questi due enzimi hanno la capacità di “riscrivere” alcune lettere contenute nelle sequenze del DNA (APOBEC3C) o dell’RNA messaggero (ADAR-1). In altre parole, possono apportare modifiche al genoma o alle proteine: alcune di queste modifiche provocano un aumento della proliferazione cellulare e della capacità di sfuggire al sistema immunitario caratteristiche delle cellule cancerose.

Nel corso della missione i ricercatori studieranno quindi gli effetti di due farmaci inibitori di ADAR-1, Fedratinib e Rebecsinib, che dovrebbero contrastare la rigenerazione cellulare e la progressione del tumore. I test verranno eseguiti su un modello di organoide tumorale, ovvero una riproduzione in 3D del tumore, che dovrebbe garantire risultati più affidabili rispetto alle colture cellulari a due dimensioni.

Tutelare la salute degli astronauti

La Axiom Mission – 2 avrà anche lo scopo di monitorare la salute delle cellule staminali degli astronauti, che potrebbe avere importanti ripercussioni sulla pianificazione dei viaggi spaziali.

Sarà misurata quindi l’attività degli enzimi APOBEC3C e ADAR-1 su campioni di sangue prelevati dai membri dell’equipaggio prima, durante e dopo il periodo di permanenza nello spazio.

Poiché il malfunzionamento di questi enzimi è stato associato a disfunzioni immunitarie e a cambiamenti nelle cellule che potrebbero preludere allo sviluppo di un tumore, questa parte della missione sarà di fondamentale importanza per capire a quali perturbazioni è esposto il corpo umano durante i soggiorni nello spazio e poter prendere delle contromisure.

Cover Ph Courtesy of SpaceX

Erika Salvatori
Erika Salvatori è una ricercatrice in immunoncologia e una science writer freelance. Con una laurea in Biotecnologie e un Master in Giornalismo Scientifico, è riuscita a coniugare le sue due più grandi passioni: la scienza e la scrittura. La sua attività di ricercatrice la porta a toccare con mano lo sconfinato mondo delle terapie biotecnologiche avanzate e della medicina personalizzata. La giornalista che è in lei non vede l'ora di raccontare quello che impara ogni giorno sul futuro della scienza e della medicina.

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