È noto da decenni che, sebbene il sistema immunitario degli astronauti venga soppresso nello spazio, lasciandoli vulnerabili alle malattie, i meccanismi esatti della disfunzione immunitaria sono rimasti un mistero. Ora uno studente della Cornell ha trovato una potenziale soluzione.

Una doppia specializzazione in ingegneria biologica e meccanica presso il College of Engineering, Rocky An ha pubblicato la sua teoria, "MRTF potrebbe essere l'anello mancante in un approccio di meccanobiologia multiscala verso la disfunzione dei macrofagi nello spazio", il 12 settembre in Frontiers in Cell and Developmental Biologia .

Una revisione degli ultimi 20 anni di letteratura sul comportamento dei macrofagi - cellule chiave nella risposta immunitaria del corpo - nello spazio e recenti ricerche su come i macrofagi rispondono alle forze in condizioni di gravità normale, identificando un fattore di trascrizione che potrebbe rivelarsi il pezzo mancante di il puzzle.

"Ho continuato a fare domande su come vengono presentati i dati", ha detto An. "Ci sono questi due documenti davvero importanti, in particolare, uno una rassegna di come i macrofagi vengono soppressi nella microgravità e un altro sulla meccanobiologia dei macrofagi. Sono stato in grado di collegare questi due articoli, ed è allora che mi è venuta l'idea. Ho era davvero eccitato, perché era una specie di "Eureka!" momento per me."

Nello spazio, la mancanza di gravità cambia la forma della cellula immunitaria e gli scienziati hanno sospettato che i cambiamenti al citoscheletro, l'infrastruttura filamentosa della cellula, fossero coinvolti nella disfunzione immunitaria. Studi recenti sulla gravità normale hanno dimostrato che disturbare il citoscheletro dei macrofagi riduce il trasporto di una particolare proteina, un fattore di trascrizione importante per la risposta immunitaria, al nucleo.

Confrontando gli studi sulle cellule in microgravità e analizzando le modalità di studio e le scale temporali associate, sia che i macrofagi siano stati effettivamente studiati nello spazio, o su un aeroplano parabolico, o in una simulazione di microgravità in laboratorio, An è stato in grado di indicare una proteina , Fattore di trascrizione correlato alla miocardina (MRTF), come probabile colpevole di disfunzione del sistema immunitario.

"Penso che sia un argomento abbastanza convincente che MRTF sia una parte importante del problema", ha detto An. "Spero che ispiri studi futuri che si concentrino davvero su quella proteina e sul citoscheletro, e forse potrebbe essere il primo passo verso un trattamento immunitario per il volo spaziale".

Il documento suggerisce che l'MRTF potrebbe essere implicato anche nello stress sulla salute cardiovascolare degli astronauti. An indica anche altri fattori che possono svolgere un ruolo nella disfunzione immunitaria e osserva che sono necessarie ulteriori ricerche per capire come l'MRTF interagisce con il nucleo dei macrofagi in microgravità.

Sebbene An abbia lavorato in modo indipendente alla pubblicazione, attribuisce il merito ai suoi professori Cornell (tra cui Mingming Wu, professore, e Minglin Ma, professore associato, sia di ingegneria biologica che ambientale presso il College of Agriculture and Life Sciences; Brian J. Kirby, la famiglia Meinig Professore di Ingegneria e Donna Cassidy Hanley, ricercatrice associata presso il College of Veterinary Medicine, tra molti altri insegnanti) per aver modellato un approccio interdisciplinare e incoraggiato la ricerca.

Ancor prima di iscriversi alla Cornell, An ha avuto contatti con il laboratorio di Theodore Clark, professore di microbiologia e immunologia al College of Veterinary Medicine, dove An è impegnato nella ricerca sin dal primo anno. Riconosce anche la sua esperienza nel team del progetto Cornell iGEM (Genetically Engineered Machines), con la consulenza di Jan Lammerding, professore alla Meinig School of Biomedical Engineering, che lo ha aiutato a svilupparsi come scienziato.

"Il più grande aiuto sono stati i professori e il modo in cui hanno insegnato alle mie classi", ha detto An. "E poi con la ricerca in laboratorio e il mio team di progetto, ci sono state molte opportunità per imparare in modo indipendente e porre le nostre domande."

Una preziosa esperienza maturata anche in stage estivi. Nel 2021 è stato scelto come ricercatore associato per lo Space Life Sciences Training Program della NASA, dove ha studiato l'impatto della microgravità sulle cellule e co-autore del suo primo articolo, un'ottimizzazione di un framework di modellizzazione per lo studio delle cellule in microgravità.

An ha poi trascorso l'estate del 2022 come Amgen Scholar presso il Wyss Institute dell'Università di Harvard, dove ha lavorato nell'area dell'immunoterapia meccanica, esplorando terapie che funzionano manipolando la struttura cellulare.

"Sono sempre stato interessato alle cellule, ma anche alla meccanica, a come le cellule reagiscono alle forze", ha detto An. "Mi piace questo approccio perché è in qualche modo nuovo e penso che sia molto diverso da quello che si impara generalmente in biologia, dove tutto è una serie di reazioni chimiche. Mi piace molto l'interazione tra i due campi". + Esplora ulteriormente

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