Medicina-Biotecnologia

La medicina spaziale studia l'interazione di processi fisiologici con l'ambiente spaziale. I sistemi orbitanti (navicelle e stazioni spaziali) sono sistemi in "caduta libera" rispetto al campo gravitazionale; al loro interno la gravità risulta compensata e si sperimenta assenza di peso. L'assenza di gravità causa fenomeni quali, solo per fare alcuni esempi, l'insorgere precoce di patologie quali osteoporosi, atrofia muscolare, disturbi del controllo motorio, cadiocircolatorio, resporatorio, psicologici. Altro effetto nello spazio è l'aumentato fondo di radizione cosmica ed il suo impatto con la materia biologica.

Lo studio in orbita di tali fenomeni, su uomo e modelli cellulari ed animali, permette da un lato la identificazione di contromisure in campo astronautico in vista dei lunghi voli per l'esplorazione umana, dall'altro l'utilizzo a terra dei dati e conoscenze acquisite, allo scopo di introdurle nella pratica clinica corrente.

ALTEC ha partecipato ai tre programmi che ASI ha promosso nell’ambito della divisione Medicina e Biotecnologie:

  •   OSMA Osteoporosi ed Atrofia Muscolare,
  •   DCMC Disturbi del Controllo Motorio e Cardiorespiratorio,
  •   MoMa Biotecnologie from Molecules to Man.

Tali programmi -  svolti a terra ed in orbita a livello cellulare, animale ed  umano e col coinvolgimento di decine  di istituti di ricerca,  centinaia di ricercatori e varie industrie -  stanno fornendo nuove conoscenze su temi ad immediata ricaduta in termini di benessere della popolazione e che risultano  indispensabili in prospettiva della colonizzazione planetaria. I tre programmi hanno implicato l’uso in orbita di facilities sviluppate da ASI (MDS, HPA, ELITE-S2, ALTEA).
Nel’ambito di OSMA ALTEC ha anche fornito importanti servizi all’ esperimento ASI MDS (Mice Drawer System).
MDS è uno stabulario spaziale che ha ospitato 6 topi per 90 giorni sulla ISS, stabilendo un record assoluto di esposizione alla microgravità di modelli animali e rientrando a terra il 28 novembre 2009. Associato al programma MDS, ASI ha realizzato un complesso programma internazionale di condivisione di campioni di tessuti biologici, che ha permesso a team di scienziati sparsi su tre continenti (americani, itlaliani, belgi, tedeschi, canadesi, giapponesi) di beneficiare dei dati di questa straordinaria missione.

Gli enti che collaborano ai programmi ASI di Medicina e Biotecnologie includono Universitá, Istituti di ricerca ed Industrie aventi il compito di sviluppare gli aspetti scientifici delle iniziative proposte e di realizzare gli equipaggiamenti per la sperimentazione in orbita.

  •   L’implementazione dei programmi di Medicina e Biotecnologie prevede:
  •   utilizzo di reti integrate di ricerche a terra ed in orbita, a vario livello: cellulare, animale, umano;
  •   gestione del coordinamento tra gli enti coinvolti;
  •   supporto all’identificazione di opportunità e requisiti per la sperimentazione in orbita;
  •   realizzazione di studi di fattibilità ed ipotesi di accomodamento su sistemi già esistenti e fasi successive di design, sviluppo, test, integrazione nei sistemi di volo, lancio, missione;
  •   preparazione e realizzazione delle missioni spaziali necessarie per la validazione scientifica.

ALTEC ha ricoperto il ruolo di capofila delle industrie (OSMA) e di responsabile delle operazioni (DCMC e MOMA).
In particolare per il programma OSMA ALTEC ha svolto le seguenti attivitá:

  •   Project Office Support: supporto all’Universita’ di Bari per Project Control e Configuration Management.
  •   Project Spatialisation: supporto al coordinamento e all’ interfaccia degli eventi di volo, supporto alla identificazione e raffinamento di nuovi requisiti per missioni spaziali da parte del team scientifico.
  •   Coordinamento delle industrie nella produzione dell’equipaggiamneto spaziale previsto. • Revisione e consolidamento dei requisiti e fattibilita’ delle missioni identificate.
  •   Supporto alle basi di lancio / atterraggio e alle operazioni in real-time delle missioni dalla sala ALTEC – Mission Operations Control Centre  

In OSMA , per MDS, ALTEC ha curato la spedizione di centinaia di campioni biologici altamente deperibili dalla base NASA di atterraggio dello shuttle ai ricercatori sparsi in tutto il mondo.

Nel corso del programma DCMC ALTEC ha supportato i collegamenti audio / video dalle Space Station durante l’esecuzione degli esperimenti di ELITE – S2 ed HPA.

Sempre in ambito di applicazioni di medicina e biotecnologia, ALTEC promuove tra i ricercatori l’uso della propria Neutral Buoyancy Test Facility NBTF – unica piscina in Europa completamente fuori terra e dotata di tre ampie finestre e di una sala di controllo con collegamenti audio con gli operatori in immersione. La piscina, che può contenere un’intera replica di un modulo della ISS a dimensioni reali, vine proposta – eventualmente associata all’uso di realtà virtuale in immersione – come potente strumento per svolgere ricerche neurofisiologiche relative ad esempio a studi su orientamento, equilibrio, locomozione, percezione dello spazio, postura, controllo di parametri fisiologici, disaccoppiamento delle informazioni visive e propriocettive, modelli interni sulla gravità e capacità di prevedere il moto degli oggetti

Livelli di studio delle atrofie muscolari e dell’osteoporosi nel programma OSMA: 

Links:
http://www.osmalab.it/opencms/sites/osmalab/home/?_flex=clearcache 
http://www.osmalab.it/opencms/sites/osmalab/osmaproject/articolazione/WP1B4.html

Articoli:
OSMA e il ruolo dell'industira
MDS e ruolo ALTEC
Virtual Reality in Neutral Buoancy for Neuroscience

SCHEDA MEDICINA & BIOTECNOLOGIA NELLO SPAZIO (pdf)