Il mistero delle cellule cerebrali nello spazio

Gli effetti della microgravità sulle cellule neurali umane e le prospettive per la ricerca sulle malattie neurodegenerative

Un recente studio condotto da ricercatori statunitensi ha dimostrato che i minicervelli umani, noti come organoidi e coltivati in laboratorio, hanno resistito con successo a un periodo trascorso in orbita terrestre bassa. Nel 2019, ammassi di tessuto neurale umano sono stati inviati sulla Stazione Spaziale Internazionale per uno studio. Dopo un mese, è stata fatta una scoperta sorprendente: le cellule non solo erano sane e in buona salute dopo settimane di assenza di peso, ma si erano anche sviluppate più rapidamente rispetto a quelle rimaste sulla Terra.

La biologa molecolare Jeanne Loring dell’Istituto di Ricerca Scripps ha commentato che la resistenza delle cellule nello spazio è stata una sorpresa, aprendo la strada a futuri esperimenti nello spazio che potrebbero coinvolgere altre parti del cervello colpite da malattie neurodegenerative. La Stazione Spaziale Internazionale rappresenta un’opportunità unica per la ricerca, consentendo di studiare gli effetti della microgravità sulle cellule umane con implicazioni non solo per gli astronauti, ma anche per la ricerca sulla salute umana sulla Terra e per lo sviluppo di farmaci.

Un team di ricercatori guidato dal biologo molecolare Davide Marotta del Laboratorio Nazionale della Stazione Spaziale Internazionale ha deciso di esaminare gli effetti della microgravità sul cervello umano, concentrandosi sui neuroni colpiti da malattie neurodegenerative come la sclerosi multipla e il morbo di Parkinson. Utilizzando cellule staminali pluripotenti indotte umane provenienti da donatori sani e pazienti affetti da queste malattie, hanno fatto crescere organoidi in laboratorio, includendo anche cellule immunitarie cerebrali chiamate microglia.

Gli organoidi sono stati divisi in due gruppi: uno è rimasto sulla Terra, mentre l’altro è stato inviato nello spazio per un mese a bordo dell’ISS. Al loro ritorno, i ricercatori hanno analizzato attentamente le differenze tra i due gruppi. Gli organoidi spaziali hanno mostrato una maggiore maturazione cellulare e una minore proliferazione rispetto a quelli terrestri, indicando che le cellule nello spazio si replicano più lentamente ma maturano più velocemente.

Gli scienziati hanno inviato minicervelli umani nello spazio. Sono maturati più velocemente dei cervelli terrestri
Un diagramma che spiega il design dell’esperimento.
Marotta et al., Stem Cells Transl. Med., 2024

Inoltre, gli organoidi spaziali hanno mostrato meno segni di stress e infiammazione rispetto a quelli terrestri, suggerendo che la microgravità potrebbe creare condizioni più simili all’ambiente naturale del cervello umano. Questa scoperta apre la strada a ulteriori studi sulla reazione delle cellule cerebrali a diversi stress e farmaci nello spazio, offrendo un’opportunità unica per comprendere meglio il funzionamento del cervello umano.

Il prossimo passo della ricerca sarà concentrarsi sulla parte del cervello più colpita dalla malattia di Alzheimer e studiare le connessioni neuronali nello spazio. Questo approccio innovativo potrebbe fornire nuove prospettive sulla ricerca sulle malattie neurodegenerative e sull’effetto della microgravità sul cervello umano.

Gli scienziati hanno inviato minicervelli umani nello spazio. Sono maturati più velocemente dei cervelli terrestri
Le rosette neurali tipiche degli organoidi corticali visti a terra
sinistra

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