Il cervello degli astronauti diventa più grande nello spazio? La risposta potrebbe essere trovata in 10 piccoli contenitori di cellule cerebrali umane a bordo di un veicolo spaziale SpaceX che dovrebbe decollare il 5 dicembre per un viaggio di 16 mesi verso la Stazione Spaziale Internazionale come parte del progetto congiunto tra UCLA e la NASA Ames Research Centro.

Gli astronauti in missioni spaziali di lunga durata spesso sviluppano "ipertensione intracranica, "o alta pressione all'interno del cranio, disse Araceli Espinosa-Jeffrey, un neurochimico presso il Centro di ricerca sulle disabilità intellettive e dello sviluppo dell'UCLA presso il Jane and Terry Semel Institute for Neuroscience and Human Behavior. Espinosa-Jeffrey sta conducendo l'esperimento che misurerà il comportamento di queste cellule in un ambiente di microgravità.

La condizione poco compresa, osservato per la prima volta nel 2005, provoca mal di testa e alterazioni della vista derivanti dalla pressione sui bulbi oculari, disse Espinosa-Jeffrey. I sintomi, che a volte sono persistiti dopo che gli astronauti sono tornati a casa, porrebbe un potenziale problema per un viaggio spaziale di anni come una missione su Marte.

Alcuni scienziati pensano che l'ambiente senza peso causi cambiamenti nel fluido protettivo che circonda il cervello e il midollo spinale. Espinosa-Jeffrey ha una teoria diversa:la microgravità spinge in overdrive alcune cellule cerebrali, inducendoli a moltiplicarsi e a secernere acidi grassi a una velocità mai vista sulla Terra. In altre parole, gli astronauti tornano a casa con più cellule cerebrali di quando sono partiti.

"Abbiamo prove che l'assenza di gravità simulata in laboratorio aumenta il numero di cellule staminali neurali e le cellule che producono mielina, " disse Espinosa-Jeffrey. "Ora, vogliamo accertare l'impatto della microgravità reale nello spazio sul ciclo cellulare".

Come la microgravità influenza le nostre cellule

Da 35 anni, Espinosa-Jeffrey ha studiato gli oligodendrociti, un tipo di cellula cerebrale che forma la mielina, il rivestimento protettivo per le cellule nervose che supporta il viaggio veloce degli impulsi elettrici. Nei traumi cerebrali e in alcune malattie, come la sclerosi multipla, la mielina viene distrutta o distrutta, con conseguente invalidità.

Ma cosa accadrebbe se le cellule che producono la mielina potessero essere trapiantate nei pazienti, sostituendo la mielina che hanno perso a causa della malattia? In precedenti ricerche, Espinosa-Jeffrey e il compianto Jean de Vellis, che era un neurobiologo all'Istituto Semel, hanno dimostrato un promettente primo passo:gli oligodendrociti immaturi trapiantati negli animali sono diventati parte del sistema nervoso centrale degli animali ospiti.

Espinosa-Jeffrey e de Vellis hanno scoperto che se esponevano oligodendrociti immaturi a microgravità simulata in laboratorio, queste cellule "innescate" sono maturate, gli acidi grassi proliferati e secreti più velocemente delle cellule non innescate, suggerendo un metodo per produrre cellule sane in quantità sufficientemente grandi per il trapianto.

Per prepararsi al suo nuovo esperimento, Espinosa-Jeffrey ha indotto le sue cellule cresciute in laboratorio a prosperare nello spazio senza le cure regolari dei ricercatori che avrebbero ricevuto sulla Terra. Con le giuste condizioni, le cellule possono durare più di 52 giorni, all'incirca il tempo necessario per raggiungere la stazione spaziale e tornare indietro.

Dopo l'ammaraggio nell'Oceano Pacifico, Espinosa-Jeffrey ei suoi studenti raccoglieranno le cellule e le collocheranno in un "terreno di coltura accogliente" che offrirà tutti i nutrienti necessari per riprendersi dall'impatto dell'atterraggio e delle cinque settimane nello spazio.

"L'assenza di gravità rappresenta un'opportunità unica per acquisire nuove conoscenze sulla biologia e la funzione neurale di base, Espinosa-Jeffrey ha detto. "Credo che le nostre cellule in condizioni di microgravità possano produrre molecole che non è possibile produrre in condizioni di gravità normale".