La 18a missione di rifornimento commerciale Northrop Grumman per la NASA sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) ha portato con se esperimenti scientifiche su argomenti come le mutazioni delle piante e la struttura del flusso di fango insieme a una dimostrazione della tecnologia delle telecamere e di piccoli satelliti da Giappone, Uganda e Zimbabwe. La navicella spaziale Cygnus che ha trasportato queste indagini al laboratorio orbitante è decollata il 6 novembre dal Mid-Atlantic Regional Spaceport presso la Wallops Flight Facility della NASA a Wallops Island, in Virginia.
La biostampante 3D
La BioFabrication Facility (BFF) ha stampato con successo un menisco parziale del ginocchio e un grosso volume di cellule cardiache umane durante il suo primo viaggio spaziale nel 2019. Ora il carico di macchine, insieme al rifornimento ed altri esperimenti, sta tornando nei laboratori ISS con nuove funzionalità utili nell’approfondire la ricerca sulla stampa di tessuti umani. La biostampante 3D, verifica se la microgravità, consente la stampa di campioni di tessuto di qualità superiore rispetto a quelli stampati sulla Terra.
L’obiettivo è utilizzare queste tecnologie per aiutare ad alleviare la carenza di organi per i pazienti che necessitano di trapianti, stampando organi e tessuti sostitutivi. “La ricerca condotta con BFF ha implicazioni entusiasmanti per il futuro della salute umana”, ha affermato John Vellinger, vicepresidente esecutivo di Redwire . “Oltre a fornire un chiaro vantaggio alle nostre vite sulla Terra, l’avanzamento di questa tecnologia sulla ISS ora è un ottimo modo per prepararsi per il futuro. Il lavoro sulle prossime stazioni spaziali commerciali potrebbero aver bisogno di queste tecnologie di ricerca come BFF“.
Redwire utilizzerà la struttura aggiornata per valutare l’utilizzo di BFF per stampare in 3D il tessuto della cartilagine del ginocchio utilizzando bioinchiostri e cellule. La dimostrazione di ulteriori capacità per la fabbricazione di tessuti nello spazio, supporta anche l’uso commerciale continuato e ampliato della ISS per la fabbricazione di tessuti e organi da trapiantare a terra.
Come le piante si adattano allo spazio
Le piante esposte al volo spaziale subiscono cambiamenti genetici. Tra questi l’aggiunta di informazioni extra al loro DNA, che regola il modo in cui i geni si attivano o disattivano. Questo processo è noto come cambiamento epigenetico. Plant Habitat-03 valuta se tali adattamenti in una generazione di piante coltivate nello spazio possono essere trasferiti alla generazione successiva.
L’obiettivo a lungo termine dell’indagine è capire come l’epigenetica può contribuire alle strategie di adattamento utilizzate dalle piante nello spazio e, in definitiva, a sviluppare piante più adatte all’uso in future missioni per fornire cibo e servizi. I risultati potrebbero anche supportare lo sviluppo di strategie per adattare le colture e piante economicamente importanti per la crescita in habitat marginali o bonificati sulla Terra.
In esperimenti precedenti, i ricercatori hanno notato che molti geni associati alle modificazioni epigenetiche nelle piante erano espressi in modo diverso nello spazio. “Ciò suggerisce che questi cambiamenti svolgono un ruolo importante nell’adattamento fisiologico delle piante all’ambiente del volo spaziale”, afferma la ricercatrice principale Anna-Lisa Paul, professoressa all’Università della Florida. “La prossima domanda, l’oggetto di questo esperimento, è se questi cambiamenti epigenetici indotti dal volo spaziale vengono trasferiti alla prossima generazione di piante e potrebbero conferire un vantaggio adattivo per quell’ambiente”.
Miscele di fango
Tra gli esperimenti saliti sulla ISS insieme al rifornimento, uno riguarda i cambiamenti climatici e il riscaldamento globale. Quando un incendio brucia le piante, le sostanze chimiche combuste creano un sottile strato di terreno che respinge l’acqua piovana. La pioggia quindi erode il suolo e può trasformarsi in catastrofiche colate di fango che trasportano massi e detriti pesanti a valle, causando danni significativi alle infrastrutture, ai bacini idrografici e alla vita umana. La microstruttura del flusso di fango post-incendio, sponsorizzata dall’ISS National Lab , valuta la composizione di questi flussi di fango, che includono sabbia, acqua e aria intrappolata.
“La gravità gioca un ruolo cruciale nel processo spingendo l’aria verso l’alto e fuori dalla miscela e le particelle fino al fondo dell’acqua”, afferma Ingrid Tomac, professore presso il Dipartimento di ingegneria strutturale dell’Università della California di San Diego. “La rimozione della gravità, quindi, potrebbe fornire informazioni sulla dinamica della struttura interna di queste miscele sabbia-acqua-aria e una linea di base per il loro comportamento.”
I risultati potrebbero migliorare la comprensione dei meccanismi fondamentali che governano il movimento dei detriti post-incendio, compreso il modo in cui i flussi di fango intrappolano le bolle d’aria e possono trasportare massi pesanti. Questa indagine potrebbe anche aiutare a sviluppare e convalidare equazioni fondamentali per modellare e prevedere la diffusione e la velocità delle colate detritiche e il loro effetto su case, infrastrutture e ostacoli naturali.
Sviluppo cellule ovariche in microgravità
Sponsorizzato dalla NASA e dall’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), l’azienda OVOSPACE esamina l’effetto della microgravità sulle colture cellulari bovine. La ricerca che potrebbe migliorare i trattamenti di fertilità sulla Terra aiuterà a preparare il futuro insediamento umano nello spazio.
Il ricercatore principale Mariano Bizzarri, del Dipartimento di Medicina Sperimentale dell’Università La Sapienza di Roma, spiega che vivere per periodi prolungati nella ridotta gravità della Luna o di Marte potrebbe compromettere la fertilità.
“Questo minaccia l’obiettivo di stabilire insediamenti permanenti o estesi oltre la Terra. Anche la deregolamentazione delle funzioni riproduttive può comportare ulteriori rischi per la salute. I nostri risultati potrebbero migliorare la comprensione dello sviluppo delle uova e identificare obiettivi per contromisure e trattamenti per proteggere il potenziale riproduttivo nelle missioni spaziali. Questa indagine potrebbe anche supportare lo sviluppo di trattamenti per migliorare o ripristinare la fertilità nelle persone sulla Terra” ha sottolineato il ricercatore il ricercatore italiano.
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