Possiamo proteggere il cervello dalle radiazioni cosmiche?
Mentre ci prepariamo a entrare in una nuova era dei viaggi spaziali, dobbiamo trovare modi per scongiurare i rischi per la salute posti dall'ambiente cosmico. È noto che le radiazioni dello spazio profondo, in particolare, compromettono la funzione cognitiva. I ricercatori hanno trovato un modo per riparare quel danno?
Questa è la vigilia dell'invio di astronauti per esplorare lo spazio profondo, colonizzare e terraformare altri pianeti e pianificare il turismo spaziale.
Ma i viaggi nello spazio comportano una serie di rischi per la salute.
Una delle principali minacce proviene dalle radiazioni cosmiche, che possono danneggiare il sistema nervoso centrale, alterando la funzione cognitiva e portando a sintomi simili a quelli riscontrati nella malattia di Alzheimer.
Con le loro missioni di colonizzazione su Marte pianificate per gli anni 2030, la NASA - così come le società private interessate ai concetti di viaggio spaziale - hanno cercato modi efficaci per proteggere gli astronauti dai danni delle radiazioni.
Finora, i ricercatori si sono concentrati principalmente su come migliorare i veicoli spaziali e gli indumenti protettivi per i viaggiatori dello spazio esterno per respingere questa forte radiazione.
Ora, però, i ricercatori dell'Università della California di San Francisco - guidati da Susanna Rosi - hanno iniziato a sviluppare un trattamento che potrebbe compensare la neurodegenerazione innescata dai raggi cosmici.
I risultati dei loro esperimenti, che hanno condotto su modelli murini, sono ora pubblicati sulla rivista Rapporti scientifici.
"Le radiazioni cosmiche possono influenzare il cervello a lungo termine"
Precedenti ricerche condotte da Rosi e dal team avevano scoperto che, dopo che i topi erano stati esposti a un livello di radiazioni più o meno equivalente a quello che gli astronauti umani potevano incontrare durante una missione nello spazio, la loro capacità di distinguere tra oggetti familiari e non familiari era compromessa.
Di solito, quando i topi si trovano di fronte a due oggetti, uno nuovo e sconosciuto a loro e uno che hanno esplorato in precedenza, passano più tempo a familiarizzare con il nuovo oggetto.
Tuttavia, gli animali che erano stati esposti alle radiazioni tendevano a trascorrere la stessa quantità di tempo esplorando entrambi gli oggetti, il che ha suggerito ai ricercatori che i topi avevano dimenticato di essere già stati esposti a uno dei due.
Altri sintomi presentati dai topi includevano problemi con le interazioni sociali e un senso di ansia elevata. Rosi e il team notano che ciò era probabilmente dovuto all'effetto che la forte radiazione aveva sulla microglia, o sulle cellule nervose che si trovano nel cervello e nel midollo spinale, che fanno parte del meccanismo immunitario del sistema nervoso centrale.
Quando le microglia sono attivate, possono causare sintomi - come un alterato richiamo della memoria - che sono coerenti con quelli dei disturbi neurodegenerativi.
Ciò è in parte dovuto al fatto che sono spinti a distruggere le sinapsi o le connessioni che si formano tra le cellule cerebrali che consentono loro di trasmettere informazioni.
“Stiamo iniziando ad avere prove che l'esposizione alle radiazioni dello spazio profondo potrebbe influenzare la funzione cerebrale a lungo termine, ma per quanto ne so, nessuno aveva esplorato eventuali contromisure che potrebbero proteggere il cervello degli astronauti da questo livello di esposizione alle radiazioni. "
Susanna Rosi
Il nuovo composto mostra una promessa
Nel nuovo studio, Rosi e colleghi hanno collaborato con i ricercatori della Loma Linda University in California per trovare una terapia che potesse contrastare gli effetti delle radiazioni sul cervello.
Hanno iniziato con un esperimento simile sui topi, in cui sono stati esposti a una dose di radiazioni simile a quella che potrebbe colpire un viaggiatore nello spazio profondo.
Dopo una settimana, ai topi è stata somministrata una dieta regolare e controllata per 15 giorni o una che includeva il trattamento con un composto sperimentale chiamato PLX5622.
La dieta PLX5622 agisce esaurendo la microglia nel sistema nervoso centrale. In ricerche precedenti, il trattamento con PLX5622 aveva dimostrato di proteggere la funzione cognitiva nei topi esposti all'irradiazione cranica come forma di terapia del cancro. Rosi e il team hanno preso spunto da questi risultati.
Anche i recenti esperimenti hanno prodotto risultati incoraggianti. In primo luogo, gli scienziati hanno notato che, sebbene all'inizio non presentassero disturbi cognitivi, entro 3 mesi dall'irradiazione iniziale, i topi della dieta di controllo presentavano un nuovo riconoscimento degli oggetti compromesso.
Tuttavia, i topi che avevano ricevuto la terapia con PLX5622 non hanno dimostrato alcun danno al richiamo della memoria.
Confrontando il cervello dei topi di ciascun gruppo, i ricercatori hanno rivelato che quelli del gruppo di controllo presentavano molte microglia attivate e avevano perso numerose sinapsi, mentre quelli del gruppo di terapia PLX5622 sembravano sani.
Perchè è questo? Rosi e il team ritengono che costringendo il sistema nervoso centrale ad eliminare la microglia attivata, nuove cellule nervose sane siano venute a sostituirle, consentendo ai topi di mantenere la normale funzione cognitiva.
"Questa è una prova davvero chiara, in primo luogo che il riavvio della microglia del cervello può proteggere la funzione cognitiva dopo l'esposizione alle radiazioni, e in secondo luogo che non abbiamo necessariamente bisogno di trattare immediatamente dopo l'esposizione alle radiazioni affinché il farmaco sia efficace", spiega Rosi.
Tuttavia, i ricercatori non sono entusiasti solo del potenziale di questa terapia sperimentale per i viaggiatori spaziali. Farmaci che attingono a meccanismi simili a PLX5622 sono già in fase di sperimentazione in studi clinici per il trattamento del cancro.
Ciò significa che tali farmaci potrebbero prestarsi bene a una gamma più ampia di problemi, incluso il deterioramento cognitivo a seguito del trattamento del cancro.
"La NASA è molto interessata a trovare modi per garantire sia la sicurezza degli astronauti che il successo della missione durante i viaggi nello spazio profondo", osserva la coautrice dello studio Karen Krukowski
"Ma", aggiunge, "gli astronauti sono una piccola popolazione - è entusiasmante che questi risultati possano potenzialmente aiutare a prevenire molte altre forme di deterioramento cognitivo".
