Sulla falsariga di una delle iniziative più famose del social media Reddit, grazie alla disponibilità del team del PI degli esperimenti NOEMI e NANOROS Gianni Ciofani (@CiofaniGianni )e della sua collega Giada Genchi dell’Istituto Italiano di Tecnologia, abbiamo avuto la possibilità di organizzare il primo AMA di forumastronautico.it!
Come funziona
Gli utenti di forumastronautico.it sono invitati a porre domande sugli esperimenti NOEMI e NANOROS nei giorni compresi tra oggi e il 19 febbraio incluso. Al termine di questa scadenza chiediamo di non porre ulteriori domande per dar modo al team di ricercatori di preparare le proprie risposte adeguatamente.
A partire dal 20 febbraio il team dei responsabili dei due esperimenti risponderanno alle domande che riterranno più interessanti, seguendo il topic per il tempo che riterranno opportuno.
Nel corso del periodo di risposta sarà consentito porre ulteriori domande di chiarimento, se necessario, alle risposte dei ricercatori, ma vi chiediamo di non porre nuove domande solo perché siete arrivati in ritardo sulla prima scadenza
Questa discussione sarà “congelata” (chiusa) il 25 febbrao.
Moderazione
Gli AMA saranno monitorati e moderati con attenzione. Un AMA ben fatto è un servizio reso alla community, ma è anche un segno di rispetto al lavoro e al tempo dei ricercatori che si spenderanno per rispondere alle vostre domande. Interventi fuori tema o ritenuti non adeguati saranno rimossi senza preavviso, e gli utenti sanzionati.
Note finali
Questo è il nostro primo AMA. In questo senso speriamo di ricevere commenti costruttivi per far sì che i prosssimi AMA siano organizzati ancora meglio. Se avete consigli o richieste sugli AMA, vi preghiamo di usare la categoria Feedback, o via messaggio privato.
Potete raccontare qualcosa riguardo all’iter, alle tempistiche e alle peculiarità tecniche che è necessario affrontare per imbarcare un esperimento sulla ISS?
Rispetto alle ricadute dei vostri esperimenti, chi saranno i principali beneficiari esterni a IIT di quanto scoprirete con NOEMI e NANOROS? Quali sono i requisiti per accedere a tali risultati?
Grazie per l’opportunità.
1- Quali sono le caratteristiche che rendono l’ossido di cerio il candidato ideale per le nanotecnologie?
2- Durante il viaggio, seppure breve, quali accorgimenti sono stati adottati rispetto all’esposizione del carico a variazioni di temperatura/accelerazione e altri parametri?
Mi sembra che entrambi gli esperimenti siano altamente automatizzati. La scelta di inviarli sulla ISS è dipesa dalla necessità di poterne recuperare i materiali alla fine? Immagino che ciò incida parecchio sulla tempistica della ricerca. Avete valutato la possibilità di effettuare test in altro modo, per esempio a bordo di una “sonda”?
Complimenti ai ricercatori e complimenti agli amministratori del forum per l’iniziattiva.
Vengo alla domanda:
permettendomi di integrare quella gia’ posta dell’utente Felottina,vorrei chiederVi come verra’ seguita,effetuata la “catena del freddo”,una volta che i campioni verranno “congelati” a -80,dalla ISS/rientro/laboratori ?
saranno portati in Italia nei Vostri laboratori e/o sono previste anche "condivisioni"con altri laboratori,istituti,universita’?
Grazie mille per l’attenzione
le cellule di ratto sono molto più resistenti e di più facili condizioni di coltura rispetto a quelle umane. dovendo sottostare a delle tempistiche che male si adattano alla biologia cellulare (possono passare anche 3-4 giorni dalla consegna dei campioni a space-x fino all’inizio dell’esperimento a bordo della ISS) abbiamo dovuto necessariamente scegliere cellule che ci garantissero la massima probabilità di sopravvivenza.
I Kubik sono una facility già consolidata da molti anni per esperimenti biologici.
Gli astronauti (per la precisione Paolo Nespoli per NANOROS e David Saint-Jacques per NOEMI) hanno preparato gli incubatori Kubik prima dell’arrivo dei campioni, verificandone il corretto funzionamento alla corretta temperatura, ed hanno poi inserito i campioni stessi negli incubatori seguendo le istruzioni allegate. al termine dell’esperimento (o ad intervalli di tempo prestabiliti) hanno prelevato i campioni dai Kubik e li hanno conservati nel freezer -80°C fino al loro rientro con la capsula Dragon. Specificando meglio per “campioni” mi riferisco a bioreattori fluidici all’interno dei quali sono coltivate le cellule muscolari.
L’iter è piuttosto lungo. Si parte con una risposta ad una “call” di progetto (di ASI per NANOROS, di ESA per NOEMI) nella quale si propone un esperimento che deve essere sia di interesse scientifico che fattibile dal punto di vista logistico e della sicurezza a bordo della ISS. una volta selezionato l’esperimento inizia una fase di preparazione a terra che, per quanto ci riguarda, è stata focalizzata soprattutto su simulazioni dei potenziali scenari di missione: ad es., quante cellule devo/posso seminare se il viaggio dura 72 ore? oppure se dura solo 24 ore? e così via. durante questa fase sono costanti i contatti con le varie agenzie in gioco (ASI, ESA e NASA) con le quali si condivono problemi e si cercano di trovare soluzioni compatibili con gli scenari di lancio. particolarmente problematica è, per gli esperimenti biologici, la mancanza di una data certa di lancio di space-x: i continui rinvii e modifiche del calendario di lancio implicano che i ricercatori devono essere sempre pronti con un nuovo set di colture cellulare da consegnare. per quanto riguarda le tempistiche possono passare anche 4-5 anni dal momento della proposta dell’esperimento fino al lancio.
i risultati possono essere sfruttati sia nell’ambito della medicina spaziale che in ambito “terrestre”, per tutte quelle patologie che vedono come tratto comune lo stress ossidativo. una volta pubblicati gli articoli scientifici i dati di trascrittomica sono pubblicati in data-base di libero accesso a chiunque.
l’ossido di cerio, su scala nanoscopica, è un potentissimo antiossidante (come potrebbe essere la vitamina C o la vitamina E) ma con il gandissimo vantaggio di “autorigenerarsi”, o meglio di compiere nuovi cicli di reazione analogamente a quanto fanno gli enzimi. queste proprietà lo rendono un candidato molto valido in farmaceutica in quanto idealmente servirebbe un’unica somministrazione per garantire effetti a lunghissima durata.
nulla purtroppo è possibile fare per l’accelerazione ed altri parametri. per quanto riguarda la temperatura i campioni viaggiano in contenitori in grando di mantenere la temperatura in range piuttosto stretti e costanti, e comunque accettabili per la sopravvivenza delle cellule.
esattamente, gli esperimenti sono molto automatizzati e l’intervento “umano” da parte degli astronauti è minimo. la scelta è ricaduta sulla ISS perchè innanzitutto è necessario assolutamente il recupero dei campioni, e poi per una ragione meno scientifica ma pù pragmatica: i bandi di ricerca (e quidi i finanziamenti) erano destinati a ricerche a bordo della ISS. sinceramente non abbiamo esperienza circa la possibilità di utilizzare sonde: rimane però il fatto che abbiamo bisogno, oltre del già citato recupero dei campioni, anche di incubatori (come i Kubik) nei quali svolgere gli esperimenti.
i campioni vengono congelati a -80°C. quindi vengono prelevati dal freezer della ISS (il MELFI) ed inseriti in contenitori termini che garantiscano il mantemimento di una temperatura adeguata (sempre comunque inferiore a -20°C) durante la fase di rientro del Dragon. Recuperati dal Dragon vengono trasportati al centro NASA a Houston dove vengono trasferiti in ghiaccio secco e spediti ai nostri laboratori. come accennato in una risposta precedente i dati di trascrittomica saranno resi pubblici in opportuni data-base, ma i campioni rimangono esclusivamente nel nostro laboratorio.
dovrei avere risposto a tutto ma rimango a disposizione per ogni ulteriore domanda, curiosità, chiarimento. per chi fosse interessato allego il link della pubblicazione scientifica sui dati raccolti in NANOROS. su NOEMI ci stiamo ancora lavorando. qualora non abbiate accesso alla rivista e foste interessati scrivetemi pure (gianni.ciofani@iit.it) per avere il .pdf del paper. https://www.futuremedicine.com/doi/10.2217/nnm-2018-0316
grazie ancora per questa opportunità!
Un’altra opportunità per fare volare nello spazio esperimenti biomedici recuperabili potrebbe essere il programma russo Bion, ma non so se accettano collaborazioni internazionali.
