DNA, ecco come i viaggi spaziali lo alterano

L'esposizione prolungata ai raggi cosmici, l'assenza di gravità e una scarsa ossigenazione, tutte condizioni sperimentate dagli astronauti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS), sono in grado di modificare il DNA umano.

Lo dicono i risultati dell'esperimento dei gemelli, un test, unico nel suo genere, che la Nasa ha eseguito su Scott Kelly e suo fratello gemello, Mark, proprio per vedere se e come la permanenza nello spazio può alterare i geni dell'uomo e in che misura.

Il primo è stato mandato sulla ISS dove ha trascorso ben 340 giorni (le missioni normalmente non durano più di sei mesi), mentre il gemello è rimasto sulla Terra: scopo dello studio era proprio vedere le differenze tra i due durante e alla fine della missione.

In particolare valutare appunto eventuali cambiamenti nel DNA: e quale modo migliore se non fare la comparazione tra quello di due gemelli, dato che ce l'hanno identico.

L'esperimento dei gemelli

È consistito in due fasi: nella prima, iniziata nel 2015, Scott è partito per la ISS dove ha svolto una ?normale? vita da astronauta. Rientrato sul nostro pianeta, nel marzo del 2016, è iniziata la seconda parte dello studio, cioè le analisi dei dati sull'organismo dei Kelly.

L'elaborazione dei dati ha richiesto tempo e solo ora si è avuta la conferma dei risultati che la Nasa già aveva preannunciato a nel 2017: l'espressione genetica di Mark, sulla Terra, è rimasta identica, quella di Scott è cambiata del sette per cento.

Perché lo spazio muta i geni

Gli scienziati del Weill Cornell Medicine hanno analizzato, durante e dopo la missione di Scott, i suoi metaboliti, le citochine secrete dal sistema immunitario e i livelli di proteine.

Da ciò hanno visto che le cellule dell'astronauta hanno sofferto di ipossia, cioè carenza di ossigenazione e di nutrienti, dovuti all'ambiente con troppa anidride carbonica in cui il gemello è rimasto per quasi un anno.

Oltre a provocare un incremento degli agenti infiammatori, questa condizione ha contribuito ad alterare l'espressione genica di Scott Kelly.

Sono quindi andati ad indagare nel dettaglio RNA e DNA delle singole cellule. E hanno notato significativi cambiamenti, specialmente nell'aumentata quantità di mitocondri (le centrali energetiche cellulari) danneggiati dall'ipossia.

Anche i telomeri, ?tappi? di DNA che si trovano all'estremità dei cromosomi e che sono associati al processo di invecchiamento, erano cambiati.

Durante la permanenza nello spazio si erano allungati, per poi restringersi drasticamente nei primi due giorni dopo il rientro dell'astronauta e infine sono tornati alla lunghezza normale, la stessa di quelli dell'altro gemello.

Le cause di questa ?altalena? nella lunghezza del DNA sono l'effetto, secondo gli esperti della Nasa, delle radiazioni cosmiche e del diminuito apporto calorico subiti dalla ?cavia umana? nel suo viaggio spaziale.

I viaggi nello spazio sono quindi pericolosi?

Gli scienziati sostengono che la mutazione dei geni osservata, in tutto diverse migliaia, è stata minima, perché a fine missione il 93% di questi è tornato come prima.

Tuttavia l'assenza di gravità ha anche avuto effetti sul collagene, proteina principale dei tessuti dell'organismo, sulla coagulazione del sangue e sulla crescita ossea.    

Guardando allo sbarco su Marte

L'esperimento dei gemelli ha messo in luce gli effetti dell'esposizione prolungata dell'organismo ad un ambiente ?ostile? come l'interno di una navicella spaziale.

L'obiettivo dello studio, ancora in corso, è infatti capire come si adatta il corpo umano, in particolare a livello genetico, a seguito di una lunga missione fuori dal nostro pianeta.

Prima di mandare un equipaggio su Marte, viaggio che richiederebbe tre anni (il triplo di quanto finora un astronauta ha mai passato nello spazio), è necessario sapere con precisione tutti i cambiamenti procurati dalle condizioni ambientali extraterrestri e misurare i parametri vitali delle cellule eel'organismo per assicurare l'incolumità fisica degli astronauti.

A tal scopo diversi team sotto la supervisione Nasa stanno analizzando un'immensa mole di informazioni restituite dall'esperimento dei Kelly, tra cui le variazioni della flora batterica intestinale e del sistema immunitario.