NANOTECNOLOGIE SPAZIALI IN ORBITA CON L’ASTRONAUTA PAOLO NESPOLI, LA SFIDA DEL PROGETTO “NANOROS”: FERMARE DEGENERAZIONE MUSCOLARE NELLO SPAZIO PER CONTRASTARE MALATTIE CONNESSE SULLA TERRA

Fermare la degenerazione muscolare alla quale sono sottoposti gli astronauti significa individuare legami e definire strategie per contrastare le malattie muscolo-degenerative sulla Terra. Con questo obiettivo entra nel vivo dei suoi esperimenti il progetto “Nanoros”, che vede la partecipazione dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna, dove ha sede il Centro di MicroBioRobotica dell’Istituto Italiano di Tecnologia, coordinatore del progetto. “Nanoros” è uno dei progetti selezionati dall’Agenzia Spaziale italiana (ASI) per gli esperimenti in orbita compiuti durante la missione con l’astronauta italiano Paolo Nespoli.

“Nanoros” è stato selezionato dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI) ed è destinato a portare per la prima volta nello spazio la “nanoceria”, materiale intelligente in grado di essere utilizzato come potente antiossidante e costituirà uno degli esperimenti condotti durante la missione ASI che avrà protagonista Paolo Nespoli, astronauta italiano del corpo ESA. Per il progetto “Nanoros”, la partecipazione italiana coinvolge anche Kayser Italia, azienda di Livorno scelta partner per fornire supporto industriale avanzato.

“Nanoros” dedica le sue attenzioni scientifiche verso le nanotecnologie. In particolare si propone di studiare gli effetti delle nanoparticelle di ossido di cerio (“nanoceria”, appunto) materiale smart, già oggetto di ricerca biomedica per contrastare quelle malattie la cui insorgenza è legata all’aumento dei radicali liberi. Adesso si tratta di verificare quali saranno gli effetti della “nanoceria” nello spazio e come, a partire dai test condotti con Paolo Nespoli, potrà agevolare il gruppo composto da dottorandi e ricercatori dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna e del Centro di Micro-BioRobotica dell’Istituto Italiano di Tecnologia. La “nanoceria” viene testata in orbita su sistemi biologici modello in condizioni estreme, in presenza di forti radiazioni cosmiche e in assenza di gravità prolungate. Queste sono condizioni estreme che vivono gli astronauti e che oggi limitano in maniera significativa la permanenza nello spazio dell’uomo e la sua esplorazione.

Dalla “nanoceria” sono già arrivati promettenti risultati relativi al trattamento del morbo di Parkinson e dell’obesità e ora, con questo nuovo progetto italiano, l'obiettivo si sposta sulla creazione di basi per fermare la degenerazione muscolare alla quale sono sottoposti gli astronauti durante la permanenza nello spazio, con importanti ricadute anche per le malattie muscolo-degenerative sulla Terra. L’esperimento legato al progetto sarà condotto sulla Stazione spaziale orbitante dall’astronauta italiano Paolo Nespoli, grazie al finanziamento dell’Agenzia Spaziale Italiana, con dispositivi di ricerca avanzati sviluppati dalla Kayser Italia di Livorno, azienda leader per il supporto delle attività nello spazio.

Il coordinatore del progetto “Nanoros” è Gianni Ciofani, affiliato all’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna, professore associato al Politecnico di Torino, ricercatore al Centro di Micro-BioRobotica dell’Istituto Italiano di Tecnologia a Pontedera. Del team fanno parte Attilio Marino, neurobiologo, e Giada Gianchi, biotecnologa, entrambi ricercatori del Centro di Micro-BioRobotica di IIT a Pontedera.

“L’esperimento ‘Nanoros’ – spiega Gianni Ciofani all’Agenzia DIRE - consiste nel testare in condizioni di microgravità una nanoparticella antiossidante- in grado di abbattere i livelli di radicali liberi e quindi di stress ossidativo a livello dell’organismo- spiega Ciofani-. Questa nanoparticella è una particella ceramica, ossido di cerio per l’esattezza, e ha le medesime qualità che può avere un antiossidante naturale, come la vitamina C o la vitamina E, con il vantaggio di essere notevolmente più efficiente e autorigenerante. E’ in grado di avere la capacità antiossidante molto prolungata nel tempo, quindi, virtualmente, questa particella funziona all’infinito o almeno fino a quando rimane all’interno della struttura biologica”.

“Studieremo – continua Gianni Ciofani - gli effetti di questa nanoparticella su delle colture di cellule muscolari, perché i muscoli sono molto soggetti a stress ossidativo in ambiente di microgravità, in ambiente spaziale, sia per la ridotta forza di gravità sia per la presenza di forti dosi di radiazioni: quindi, un astronauta è soggetto a condizioni di stress molto significative ed è costretto ad assumere con la dieta un continuo apporto di antiossidanti. La nostra idea è cercare di proporre una nuova tipologia di antiossidante, un antiossidante nanotecnologico, che possa funzionare meglio e che possa essere somministrato una volta soltanto, che non debba diventare un integratore a lungo termine della dieta”.

Il blog, animato dai ricercatori, permetterà di seguire le fasi di sviluppo del progetto “Nanoros”.

In copertina, da sinistra: Attilio Marino Post Doctoral Fellow al Center for Micro-Biorobotics dell'Istituto Italiano di Tecnologia IIT@SSSA, gruppo di Smart Nanomaterials diretto da Gianni Ciofani; Paolo Nespoli; Alice Rita Salgarella PhD student all’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant'Anna, team di “Surgical Robotics and Allied Technologies” diretto da Arianna Menciassi.