La Stazione spaziale internazionale, come ogni ambiente abitato dall'uomo, pullula di batteri più o meno innocui. Imparare a riconoscerli direttamente a bordo, senza bisogno di inviare i campioni sulla Terra, è importante sia per la salute degli astronauti - che potrebbero godere di diagnosi e cure tempestive - sia per le missioni spaziali che verranno: i campioni di suolo prelevati su Marte, sulla Luna o su un asteroide potrebbero essere analizzati in tempo reale.
Grazie al progetto di ricerca della Nasa Genes in Space-3 è adesso possibile raccogliere e sequenziare il DNA batterico in microgravità, direttamente sulla ISS.
Il laboratorio orbitante. Prima di rientrare sulla Terra lo scorso settembre, l'astronauta della Nasa Peggy Whitson, biochimica di formazione, ha raccolto vari campioni di microbi di bordo da diverse superfici, li ha lasciati crescere per una settimana e li ha poi trasferiti nel Microgravity Science Glovebox, un ambiente per la ricerca su liquidi e sostanze chimiche sulla Stazione spaziale. Quindi, con il supporto di Terra, ha eseguito l'amplificazione delle sequenze di DNA con la tecnica della reazione a catena della polimerasi: una procedura che permette di arrivare a sequenziare il DNA batterico.
Analisi autonome. I microbi trovati sono quelli che di norma si accompagnano agli umani: la Nasa non ha specificato quali, ma assai più importante è il fatto che il processo sia avvenuto per intero nello Spazio. In passato erano stati analizzati campioni di DNA batterico a bordo della Iss, ma le colture erano state preparate sulla Terra e poi inviate in orbita con navicelle cargo.
Gli esperimenti scientifici condotti sulla ISS hanno confini molto più ampi di quelli della piccola base in orbita attorno al Pianeta. Le scoperte e la tecnologia sviluppate nella stazione a 400 km di quota sono già serviti a migliorare la nostra vita di pazienti terrestri. Ecco 10 piccole grandi migliorie mediche che dobbiamo alla ricerca spaziale.
Interventi oculari più precisi. In assenza di gravità, i movimenti oculari e la percezione del moto cambiano: gli stessi sistemi di eye-tracking sviluppati per monitorare lo sguardo degli astronauti sono usati, sulla Terra, per posizionare correttamente i laser negli interventi di chirurgia oculare e compensare i movimenti dell'occhio dei pazienti.
Foto: © NASA
Il braccio robotico per interventi al cervello. Gli arti meccanici in uso prima sullo Space Shuttle e poi sulla ISS, il Canadarm 1 e il Canadarm 2 (ma anche Dextre, il robot meccanico spaziale installato all'esterno della base spaziale) sono serviti da ispirazione per mettere a punto neuroArm, il primo braccio robotico capace di intervenire sui tumori cerebrali direttamente dall'interno della macchina per risonanza magnetica. Questo robot chirurgo, preciso e con il vantaggio di poter intervenire "in diretta" sulle immagini che vede, ha già salvato la vita a diversi pazienti altrimenti non operabili.
Monitoraggio di pazienti asmatici. Il monossido di azoto è un comune gas inquinante sulla Terra, ed è rilevato anche all'interno della ISS. Quando una persona ha le vie respiratorie infiammate, nell'aria esalata sono visibili maggiori concentrazioni di questo gas. L'ESA ha sviluppato un dispositivo per monitorare le concentrazioni di monossido d'azoto nel fiato degli astronauti, e intervenire con farmaci prima che eventuali infiammazioni possano diffondersi. La stessa tecnologia è ora utilizzata, sulla Terra, per controllare la salute dei pazienti asmatici durante alcune terapie. Nella foto, l'astronauta britannico Tim Peake sperimenta il sistema di monitoraggio del respiro del Karolinska Institutet durante la missione Principia, sulla ISS nel 2016.
Foto: © NASA/ESA
L'apparecchio invisibile. La ceramica policristallina che scompare - è dello stesso colore dei denti - resistente e ad alta tenuta, è ora tra i materiali più ampiamente utilizzati nell'ortodonzia. Inizialmente, però, era stata sviluppata per essere utilizzata nell'ingegneria aerospaziale e per la difesa militare. Altre tecnologie nate dalla ricerca spaziale
Foto: © Shutterstock
Ossa più forti. I programmi messi in campo per contrastare la perdita di densità ossea cui inevitabilmente vanno incontro gli astronauti in missione stanno aiutando, sulla Terra, i pazienti affetti da osteoporosi. Sulla ISS, la fragilità ossea si combatte con sessioni di allenamento serrato (nella foto) e dosi settimanali di bifosfonati, farmaci che inibiscono l'azione degli osteoclasti, le cellule impegnate nel riassorbimento del tessuto osseo. Gli effetti dello Spazio sull'organismo maschile e femminile
Foto: © ESA
Misurazione della temperatura interna. Le tecnologie agli infrarossi sviluppate alcuni decenni fa dal Jet Propulsion Laboratory della Nasa per misurare la temperatura di stelle e pianeti sono state impiegate, dai primi anni '90, per mettere a punto termometri agli infrarossi (come quello auricolare) capaci di rilevare con precisione e in modo non invasivo la temperatura interna dei pazienti.
Foto: © Shutterstock
La misurazione della pressione intracranica. La principale ragione dei problemi alla vista lamentati dagli astronauti è l'aumento della pressione all'interno del cranio, causata dalla risalita dei fluidi per effetto della microgravità e dall'aumento del volume del liquido cerebrospinale. Lo sviluppo di metodologie non invasive per monitorare la pressione intracranica degli astronauti è salutato con favore anche dai pazienti che hanno questa necessità sulla Terra, per la quale in passato erano impiegati sistemi diagnostici anche molto invasivi. 10 modi in cui lo Spazio prova a ucciderti
Foto: © NASA
Il raggio traente alla Star Trek per i calcoli renali. Nello Spazio, per il cambiamento di dieta, metabolismo e idratazione aumenta la possibilità di sviluppare calcoli renali, potenzialmente molto pericolosi perché possono portare all'evacuazione di emergenza di un astronauta. Per questo è stata messa a punto una macchina agli ultrasuoni portatile capace di individuare, spostare e demolire i calcoli senza effetti collaterali, direttamente sul posto e senza necessità di intervenire da Terra. La stessa tecnologia sta servendo anche per trattare il problema quaggiù. Che cosa succede se ci si sente male sulla ISS?
Foto: © Shutterstock
Le tecniche di imaging cerebrale. L'analisi di segnali digitali fu inizialmente messa a punto per migliorare la visualizzazione delle immagini lunari e scegliere migliori siti di atterraggio per le missioni dell'era Apollo. In seguito, queste tecnologie sono servite a mettere a punto sistemi di imaging diagnostico sempre più precisi: le stesse tecniche di interpretazione dei segnali sono ora impiegate per leggere gli esiti di TAC e risonanze magnetiche e individuare eventuali lesioni.
Foto: © Shutterstock
Più semplici tecniche di dialisi. I sistemi di riciclo dei liquidi - urina compresa - impiegati sulla ISS sono stati imitati per realizzare sistemi di filtraggio che permettano di rimuovere le sostanze di scarto dai fluidi utilizzati per la dialisi. Ciò è servito a creare macchine per la dialisi meno ingombranti e utilizzabili anche a casa, che richiedono un minore dispendio energetico.
Le invenzioni della Nasa che hanno cambiato il mondo
Foto: © Nasa
