I biofilm sono un problema diffuso nello spazio a causa delle condizioni ambientali uniche, tra cui la microgravità, le risorse limitate e il costante riciclo di aria e acqua. Questi fattori possono contribuire alla crescita e alla proliferazione di microrganismi, portando alla formazione di biofilm su varie superfici all’interno dei veicoli spaziali. I biofilm possono rappresentare una minaccia significativa per la salute dell’equipaggio causando infezioni, intasamento dei sistemi e degradazione dei materiali, sottolineando la necessità di strategie efficaci di prevenzione del biofilm.
Lo studio, condotto da ricercatori del Jet Propulsion Laboratory (JPL) della NASA e dell'Università della California, Los Angeles (UCLA), si è concentrato su un trattamento superficiale noto come polidopamina (PDA). Il PDA è un materiale di rivestimento versatile che forma un sottile strato adesivo sulle superfici quando esposto alla soluzione di dopamina. I ricercatori hanno ipotizzato che il PDA potrebbe essere utilizzato per creare superfici antimicrobiche grazie alla sua capacità di modificare la chimica della superficie, ridurre l’energia superficiale e mostrare proprietà antimicrobiche contro i comuni ceppi batterici.
Per testare la loro ipotesi, i ricercatori hanno progettato una serie di esperimenti che sono stati condotti nella struttura BRAFIS (Biofilm Risk Assessment in ISS Fluids and Surfaces) a bordo della ISS. BRAFIS è un sistema bioreattore autonomo che consente ai ricercatori di studiare la formazione e la crescita del biofilm in condizioni di microgravità. I ricercatori hanno rivestito vetrini con PDA e li hanno esposti a una comunità microbica mista simile a quella trovata negli ambienti dei veicoli spaziali.
I risultati hanno rivelato che le superfici rivestite con PDA riducevano significativamente la formazione di biofilm rispetto alle superfici non rivestite. Il rivestimento del PDA ha inibito efficacemente l'attaccamento delle cellule microbiche alle superfici e ha impedito lo sviluppo di biofilm maturi. I ricercatori hanno attribuito questo effetto alla capacità del PDA di modificare l'idrofobicità superficiale, alterare le proprietà di adesione batterica e rilasciare composti antimicrobici.
La riuscita dimostrazione delle capacità di inibizione del biofilm del PDA in condizioni di microgravità rappresenta un progresso significativo nel campo delle superfici antimicrobiche per applicazioni spaziali. Lo studio evidenzia il potenziale del PDA come trattamento superficiale praticabile per mitigare i rischi legati al biofilm e garantire la sicurezza e il benessere degli astronauti durante le missioni spaziali di lunga durata.
Sono necessarie ulteriori ricerche e test per valutare l’efficacia e la durata a lungo termine dei rivestimenti PDA negli ambienti spaziali. Inoltre, i ricercatori intendono studiare l’efficacia del PDA contro altre specie microbiche ed esplorare i potenziali effetti sinergici se combinato con altre strategie antimicrobiche. Affrontando queste sfide, lo sviluppo di superfici antimicrobiche basate su PDA potrebbe rivoluzionare la progettazione e le operazioni dei veicoli spaziali, portando a missioni di esplorazione spaziale più sicure ed efficienti.
