Come la NASA ha riportato il sangue di Scott Kelly sulla Terra per lo studio sui gemelli

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Come la NASA ha riportato il sangue di Scott Kelly sulla Terra per lo studio sui gemelli

Francine Garrett-Bakelman ricorda ancora il giorno in cui ha tenuto, molto probabilmente, la fiala di sangue più preziosa della sua carriera. Era il 3 marzo 2016, il giorno in cui l'astronauta Scott Kelly doveva tornare sulla Terra dopo quasi un anno sulla Stazione Spaziale Internazionale.

Garrett-Bakelman, ora medico-scienziato presso l'Università della Virginia, ha ricevuto i campioni di sangue di Kelly subito dopo essere atterrato sulla Terra al Johnson Space Center di Houston. Tutto quello a cui riusciva a pensare era di non lasciarli cadere.


'Era solo una situazione unica di gestione di materiale legato allo spazio e di avere la responsabilità di assicurarsi che il protocollo andasse bene', ha detto.

“Hai solo una possibilità. È stato davvero stressante».

I campioni facevano parte del punto di riferimento della NASA Studio sui gemelli , in uscita venerdì sulla rivistaScienza. Mentre Scott Kelly galleggiava a 254 miglia sopra la ISS, suo fratello gemello identico Mark era sulla Terra, consentendo agli scienziati un'opportunità unica di confrontare i dati biologici dei gemelli.

'[Scott ha fatto un] enorme impegno nei confronti della scienza e del nostro paese', ha detto Mark in una teleconferenza che annunciava i risultati del documento, 'e un enorme atto di servizio pubblico'.


'Ho avuto tutta la gloria e tu hai avuto un sacco di lavoro', ha risposto scherzosamente Scott.

Il rapporto ha buone notizie per gli aspiranti viaggiatori spaziali: i viaggi spaziali a lungo termine, del tipo che sarebbero necessari per le missioni su Marte o sui molti pianeti oltre, potrebbero non essere dannosi per gli esseri umani.

Sebbene 559 persone abbiano visitato lo spazio, ci sono state solo otto missioni più lunghe di 300 giorni e i Kelly sono la prima coppia di gemelli a sottoporsi a uno studio spaziale.

“Hai solo una possibilità. È stato davvero stressante.'— Francine Garrett-Bakelman, autrice principale

Dieci gruppi di ricerca hanno raccolto dati sui Kelly da campioni di feci, urine e sangue, fornendo informazioni su tutto, dal contenuto del microbioma intestinale alla stabilità del DNA, per 25 mesi prima, durante e dopo la missione ISS. Mentre Scott era nello spazio, alcuni dei suoi campioni sono stati sparati sulla Terra su un razzo vettore, mentre altri sono stati conservati per il suo ritorno.


Lo studio è stato il primo a capire come preservare e inviare il sangue sulla Terra. Per questo, il team ha reclutato Garrett-Bakelman, un membro della facoltà junior nel 2014 presso la Cornell Medical School che studiava un cancro del sangue, la leucemia mieloide acuta. Potrebbe non sembrare qualcosa legato allo spazio, ma Garrett-Bakelman ha detto a The Daily Beast di avere un'abilità preziosa: elaborare il sangue e analizzare l'espressione genetica nei campioni, esattamente ciò che richiederebbe l'esperimento con i gemelli Kelly.

'Era totalmente surreale, un sogno che si avvera', ha detto Garrett-Bakelman.

IL MISTERO DEI TELOMERI

Il rapporto ha classificato 10 differenze biologiche tra i gemelli in categorie a basso, medio e alto rischio, a seconda della gravità del danno e di quanto tempo è durato dopo che Scott è tornato sulla Terra.

La maggior parte dei biomarcatori di Scott, compresa la sua ridotta massa corporea e la composizione del microbioma, sono tornati rapidamente alla normalità.


Ma Garrett-Bakelman e i suoi colleghi hanno notato qualcosa di interessante nei telomeri, i cappucci del nostro DNA che lo proteggono dai danni. Sulla Terra, più lungo è il telomero, migliore è la salute di una persona, perché con l'avanzare dell'età, quei telomeri si restringono, lasciando il DNA più suscettibile ai danni.

I telomeri di Scott Kelly, tuttavia, hanno ottenutopiù a lungo. Ancora più strano, quando Scott Kelly è tornato sulla Terra, i suoi telomeri sono tornati alla loro lunghezza più breve nel tempo.

Perché sia ​​successo è un mistero. 'È una persona ed è difficile trarre una conclusione', ha detto Garrett-Bakelman.

Sebbene la lunghezza media dei telomeri sia tornata alla normalità sei mesi dopo la fine del viaggio, a Scott sono rimasti meno telomeri, il che potrebbe rappresentare un rischio per malattie cardiovascolari e alcuni tipi di cancro.

'Dato che la maggior parte delle variabili biologiche e della salute umana è rimasta stabile, o è tornata ai valori di riferimento, dopo una missione spaziale di 340 giorni, questi dati suggeriscono che la salute umana può essere per lo più sostenuta durante questa durata del volo spaziale.' — NASA

Altri cambiamenti ad alto rischio includevano una serie di sintomi oculari noti come sindrome neuro-oculare associata al volo spaziale (SANS), declino cognitivo e ispessimento della carotide intima-media, una sezione di una parete dell'arteria che Stuart Lee della NASA ha descritto in una conferenza chiamare prima della pubblicazione del documento come un 'predittore del rischio di malattie cardiovascolari a 10 anni'.

Nonostante questi risultati, il rapporto è ottimista sul futuro dei viaggi spaziali a lungo termine.

'Dato che la maggior parte delle variabili biologiche e della salute umana è rimasta stabile, o è tornata ai valori di base, dopo una missione spaziale di 340 giorni, questi dati suggeriscono che la salute umana può essere per lo più sostenuta durante questa durata del volo spaziale', afferma il rapporto.

Garrett-Bakelman ha affermato che la stabilità generale della salute di Scott Kelly è un'informazione cruciale. 'Questo è davvero importante perché non avrebbe potuto essere il caso [che la sua salute fosse rimasta la stessa]', ha detto. “Poteva essere qualcosa di completamente diverso. Il nostro corpo umano è più adattabile e vivere sulla Terra potrebbe essere solo una sua interpretazione. Un'altra interpretazione è che lui [Scott Kelly] fosse nella Stazione Spaziale Internazionale e nei confini del campo magnetico della Terra. Forse oltre a questo la storia è diversa.

'Ma è rassicurante che la maggior parte delle cose che abbiamo visto rientrassero nella gamma di ciò che ci aspettavamo'.

'Questo è uno studio di uno'

Gli autori riconoscono che questo studio ha una dimensione del campione incredibilmente piccola e che anche se i Kelly sono gemelli identici, è impossibile attribuire ogni cambiamento a Scott come conseguenza del suo tempo nello spazio. Mark, ad esempio, ha trascorso l'anno giocando a golf e bevendo alcolici, mentre Scott è stato confinato in una stazione spaziale dove è vietato bere.

La Stazione Spaziale Internazionale pone anche rischi diversi rispetto, ad esempio, a Marte, dove la radiazione è molto maggiore.

'Questo è uno studio di uno', ha sottolineato Garrett-Bakelman. Inoltre, “questo parla solo dell'esperienza di un maschio caucasico. Ma cosa succede se la persona è una donna? E se la persona è asiatica o afroamericana? E se non conosciamo il background della persona? Come potrebbe influenzare i loro corpi?'

Tuttavia, Garrett-Bakelman ha affermato che questo è uno studio perfetto per dare il via alla nostra comprensione degli umani nello spazio perché i Kelly sono gemelli.

'Il riferimento all'avere un gemello è molto vantaggioso, quindi possiamo eliminare qualsiasi influenza che la genetica può avere sui risultati', ha detto. 'Da quel punto di vista, è stato un ottimo studio, il migliore per iniziare in realtà'.

“E se la persona è una donna? E se la persona è asiatica o afroamericana? E se non conosciamo il background della persona? In che modo questo potrebbe influenzare i loro corpi?' — Francine Garrett-Bakelman, autrice principale

Esperti esterni avvertono, tuttavia, che è impossibile sapere con certezza che il osservate differenze tra i fratelli può essere attribuito ai soli viaggi spaziali.

'Attribuire i cambiamenti al tempo di Scott nello spazio è sfumato', Chirag Patel e Chirag Lakhani , coautori su il più grande studio sui gemelli fino ad oggi , ha detto a The Daily Beast via e-mail. Sebbene i Kelly siano gemelli identici, hanno aggiunto, molti dei biomarcatori misurati potrebbero anche essere stati influenzati dalle condizioni ambientali a cui sono stati esposti individualmente prima dell'inizio dello studio.

'Sarà necessario replicare i risultati in altri gemelli per concludere se questi risultati sono effettivamente dovuti al loro tempo nello spazio o ad altre differenze individuali', hanno aggiunto.

Non abbiamo sentito l'ultimo dei Kelly. 'In questo momento, questa è l'interpretazione e l'analisi iniziali dei nostri dati', ha detto Garrett-Bakelman. 'Prevedo che nei prossimi due mesi o anni usciranno ulteriori rapporti'.

'Se avete bisogno di me per ulteriori informazioni sulla scienza, non esitate a chiedere', ha detto Mark durante la chiamata.