Un soldato ferito viene rimosso dal campo di battaglia durante l'operazione Cicogna bianca 3 in Afghanistan nel 2011. La prima ora dopo l'infortunio è il momento più critico per salvare vite umane. Jose Nicolas/Getty Images

Se sei affascinato dalle stranezze della natura, potresti già conoscere i tardigradi, un phylum che include più di 1, 200 specie di creature a otto zampe che in genere non sono più grandi di 0,02 pollici (0,5 millimetri di lunghezza). Come questo articolo Smithsonian del 2012 descrive in dettaglio, la fama del tardigrado è la capacità di alcune specie di tardigradi di sopravvivere anche in ambienti estremi incredibilmente difficili, dalle sorgenti bollenti alle cime ghiacciate delle montagne dell'Himalaya. In un esperimento, i tardigradi - senza minuscole tute da astronauta per proteggerli - sono sopravvissuti persino al vuoto dello spazio, con il suo freddo estremo e gli alti livelli di radiazioni.

Il modo in cui i minuscoli animali lo fanno è ancora più sorprendente. Alcune specie hanno la capacità di raggiungere diverse forme e vari gradi di criptobiosi, uno stato in cui l'attività metabolica di un organismo rallenta sostanzialmente fino a fermarsi quando le condizioni di vita sono ostili. Si sa che sopravvivono da anni in questo modo.

La criptobiosi è il tipo di trucco estremo di sopravvivenza che il Pentagono vorrebbe poter duplicare per evitare che i soldati gravemente feriti muoiano prima che possano essere trasportati in ospedale. Ecco perché la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), il braccio di ricerca dell'esercito, recentemente creato il programma Biostasis, uno sforzo scientifico per utilizzare la biologia molecolare per allungare la cosiddetta "ora d'oro" della sopravvivenza sul campo di battaglia a seguito di una lesione traumatica.

Come ha notato la DARPA in un comunicato stampa:"Essenzialmente, il concetto mira a rallentare la vita per salvare la vita."

Si tratta di criptobiologia

Il responsabile del programma DARPA Biostasis Tristan McClure-Begley spiega in una e-mail, "L'obiettivo di Biostasis è aumentare la nostra conoscenza del modo migliore per intervenire con i processi molecolari mentre corrono storto in seguito a stress o lesioni per preservare la salute del sistema, e la nostra motivazione per farlo è di estendere il tempo disponibile per curare il personale militare malato o ferito.

"Abbiamo usato la scienza della criptobiologia - di cui i tardigradi sono uno degli esempi più eccellenti ed estremi - come un insieme di principi biologici da cui creare gli obiettivi, scopo, e potenziali approcci tecnologici del programma Biostasis. Abbiamo esaminato ciò che si sapeva su quanti diversi organismi criptobiotici possono fare ciò che fanno a livello molecolare, chiesto "qual è un fattore unificante o un principio fondamentale in comune?", e poi ha esaminato ciò che era all'avanguardia nei campi della farmacologia molecolare, chimica dei materiali, chimica dei peptidi, e così via e ho cercato di immaginare approcci che potessero imitare quei meccanismi fondamentali se fossero introdotti nelle cellule come terapie di biologia chimica, " dice McClure-Begley.

In uno studio pubblicato il 16 marzo, Numero 2017 della rivista scientifica Cell, i ricercatori hanno concluso che la capacità dei tardigradi di premere il pulsante di pausa biologica deriva da geni che controllano le proteine ​​sensibili allo stress, chiamate proteine ​​intrinsecamente disordinate (TDP) specifiche del tardigrado. Come spiega questo articolo di New Scientist, quando l'animale si trova in una situazione pericolosa, i TDP si trasformano dalla loro consueta consistenza gelatinosa in una rigidità simile al vetro. Ciò a sua volta riduce la flessibilità delle cellule e le protegge dai danni.

Ma non è chiaro come questo processo possa essere replicato all'interno del corpo umano, soprattutto perché la DARPA sta escludendo qualsiasi tecnica che richieda l'alterazione del genoma umano. "Può essere che le terapie peptidiche basate sui principi di come funzionano quelle proteine ​​tardigrade intracellulari sensibili allo stress finiscano per essere un approccio di successo, " McClure-Begley spiega. "Ma un avvertimento che affermiamo nell'annuncio del programma Biostasis è che qualsiasi intervento deve essere applicato passivamente al sistema per avere effetto".

Anziché, l'agenzia spera di trovare un farmaco che potrebbe essere somministrato per avere un effetto simile. Ammesso che sia possibile, un altro problema è come portare un soldato ferito in animazione sospesa fuori da quello stato in sicurezza. Può darsi che il farmaco per la biostasi abbia un effetto temporaneo che alla fine svanisce, o che può essere contrastato da un altro farmaco.

"Per esempio, non prendi l'aspirina solo una volta e poi mai più, " McClure-Begley dice. "Gli effetti svaniscono quando il farmaco viene metabolizzato e diluito dal sistema. Altri effetti dei farmaci possono essere invertiti mediante la somministrazione di specifici composti antagonizzanti o interventi aggiuntivi".

Tutto questo potrebbe richiedere molti anni di ricerca. Il programma DARPA Biostasis ha recentemente invitato aziende e ricercatori esterni a richiedere sovvenzioni, nella speranza di generare possibili tecnologie che sarebbero state sottoposte a test approfonditi.

William R. Miller, direttore della ricerca nel dipartimento di biologia della Baker University in Kansas ed esperto di tardigradi, dice in un'e-mail che duplicare il metodo di sopravvivenza degli animali sarebbe una sfida, a causa delle dimensioni umane e della maggiore complessità. È difficile immaginare una persona, Per esempio, imitando la capacità dei tardigradi di impegnarsi nell'anidrobiosi, un tipo di criptobiosi in cui l'animale rimuove l'umidità dal suo corpo. "Immaginate di camminare lungo un corridoio, sentirsi asciutti - e immediatamente avvizzire in una palla di polvere croccante - diciamo circa 10 libbre (4,5 chilogrammi) di polvere - nel mezzo del corridoio, e poi aspettare che l'umidità torni ad un livello tale da poter reidratare. [Questo] non sembra pratico."

Ma Miller non esclude la possibilità. "I viaggi nello spazio e le auto a guida autonoma non erano pratici quando sono nato, " fa notare.

Ora è interessante

Secondo il comunicato stampa della DARPA, la biostasi potrebbe essere utilizzata anche per preservare i prodotti sanguigni, farmaci e altri articoli medici deperibili.