Dallo spazio alla Terra: come le missioni spaziali aiutano la ricerca sul cancro

L’11 aprile 2026 si è conclusa la missione Artemis II. Gli esseri umani non erano mai stati così lontani dalla Terra: gli astronauti Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch e Jeremy Hansen hanno girato intorno alla Luna raggiungendo una distanza di 406.771 chilometri dalla Terra, l’equivalente di circa 10 volte la circonferenza del nostro pianeta. Il record precedente era dell’equipaggio dell’Apollo 13, che nel 1960 aveva raggiunto i 400.171 chilometri di distanza dalla Terra. È un successo che aiuterà l’umanità a tornare con i piedi sulla Luna, con la missione Artemis IV, programmata per il 2028.

Ma con imprese come questa e la ricerca necessaria per effettuarle non ci portiamo a casa soltanto record, foto incredibili e nuove prospettive per l’esplorazione spaziale. Le peculiari necessità degli astronauti nello spazio e le loro ricerche hanno contribuito a molte innovazioni tecnologiche, molte delle quali fanno parte della nostra vita quotidiana. Esempi sono il velcro, il “memory foam” di cuscini e materassi, le cuffie senza fili, alcuni filtri per l’acqua e le piccole ma efficienti fotocamere presenti negli smartphone. E l’esplorazione dello spazio può anche aiutare la ricerca sul cancro. Infatti, in orbita ci sono condizioni peculiari che possono rendere più facile comprendere alcuni processi cellulari e rendono necessari avanzamenti tecnologici che possono contribuire a individuare nuovi metodi di diagnosi precoce e di cura. Tra i tipi di cancro per cui si intravedono possibili applicazioni di questo tipo ci sono le neoplasie gastrointestinali, quelle della mammella, le leucemie e il glioblastoma.

La Stazione spaziale internazionale è un laboratorio sospeso nell’orbita terrestre, a circa 400 km d’altezza rispetto alla Terra. Gli scienziati a bordo svolgono ricerche di vario tipo, tra cui studi biologici, il cui obiettivo principale inizialmente era capire meglio e curare i disturbi che colpiscono gli astronauti nello spazio. Negli anni, tuttavia, le ambizioni sono cresciute. In effetti, le condizioni particolari presenti nello spazio consentono di raggiungere traguardi che è difficile ottenere sulla Terra. Per esempio, la microgravità favorisce la cristallizzazione delle proteine e così può facilitare l’identificazione di nuovi possibili principi attivi per medicinali.

Oltre che alla microgravità, nello spazio c’è un’esposizione a radiazioni ionizzanti molto più elevata che sulla Terra. In 6 mesi, una persona sulla Terra è esposta a circa 1 milliSievert e una sulla Stazione spaziale internazionale a circa 80-160 milliSievert (sono circa 7, invece, i mSv a cui siamo esposti con una singola radiografia). Anche se sappiamo che non esistono dosi di soglia minima al di sotto delle quali il rischio di cancro è nullo, un aumento significativo di rischio oncologico avviene a dosi superiori ai 100 mSv, come è emerso da studi su popolazioni esposte a radiazioni. Insieme alle radiazioni, altri fattori presenti nello spazio contribuiscono ad alterare la biologia delle cellule, favorendo l’infiammazione, mutazioni genetiche, cambiamenti nel microbiota e altre anomalie che possono causare lo sviluppo di un cancro. Cambiamenti che si possono verificare anche sulla Terra, ma in genere molto più lentamente, per cui osservarle nello spazio ne può velocizzarne lo studio. Anche di decenni.

Indagando questi aspetti, i ricercatori della Stazione spaziale internazionale hanno individuato alcuni meccanismi alla base delle disfunzioni del sistema immunitario, della regolazione delle infiammazioni e di alterazioni genetiche. Grazie a osservazioni come queste talvolta è possibile individuare modi per migliorare gli attuali trattamenti, nonché nuovi biomarcatori per la diagnosi precoce di alcuni tumori o bersagli per terapie antitumorali innovative.

La Stazione spaziale internazionale e le astronavi sono ambienti isolati e altamente controllati, in cui ogni grammo di peso e ogni centimetro di spazio contano. Queste condizioni hanno spinto i ricercatori a sviluppare strumenti di ricerca sempre più compatti, efficienti e multifunzionali, con ricadute importanti per la scienza in generale.

Un esempio sono i cosiddetti organ‑on‑a‑chip: dispositivi delle dimensioni di una chiavetta USB in cui è possibile riprodurre alcune caratteristiche degli organi umani, grazie a cellule coltivate in microcanali che mimano la struttura vascolare. Con questi sistemi è possibile studiare alcune malattie e sperimentare trattamenti, affiancando e in parte riducendo la sperimentazione animale. La stessa missione Artemis II ne ha previsto l’uso: prima di partire, agli astronauti erano state prelevate alcune cellule del midollo osseo, con cui erano stati realizzati degli organ-on-a-chip. Di questi, alcuni sono rimasti sulla Terra, mentre altri sono stati imbarcati nel giro intorno alla Luna, e ora gli scienziati li confronteranno per osservare gli effetti della missione su tali cellule.

In modo analogo, la ricerca spaziale ha favorito lo sviluppo di organoidi, versioni tridimensionali semplificate di organi umani, e di nanobioreattori, piccoli dispositivi che permettono di far crescere e mantenere tessuti biologici in condizioni controllate. Queste tecnologie rendono possibile studiare i comportamenti cellulari e aiutare così a comprendere processi complessi come lo sviluppo dei tumori e la risposta alle terapie.

La ricerca nello spazio ha alcuni vantaggi, ma anche numerosi limiti. Per esempio, l’esiguità dei campioni da studiare, che comporta una ridotta significatività statistica, e i problemi legati a un viaggio in astronave, come tempi lunghi e variazioni delle temperature, che possono influire sulla vitalità delle cellule e sull’esito degli esperimenti. Senza contare i costi elevati, i possibili ritardi e la difficoltà di replicare le condizioni tra una missione e l’altra. Ma la ricerca spaziale resta in ogni caso un terreno di sperimentazione unico, con grandi potenzialità per andare sempre più lontano, sia nello spazio sia nella ricerca scientifica.