Progettare il perfetto astronauta

Alcuni scienziati stanno pensando all’aspetto dei futuri viaggiatori spaziali umani. Potrebbero essere ultra-piccoli e residenti alle radiazioni.

di Antonio Regalado

All’International Astronautical Congress dello scorso settembre, in Guadalajara, Mexico, Elon Musk ha convinto alcuni tra i più scettici tra gli ingegneri spaziali di poter riempire una flotta di razzi spaziali con migliaia di persone e portarle su Marte.

Nel suo discorso, Musk si è dilungato su orbite, piani di volo, costi del carburante, ma aveva poco da dire su come tenere in vita i coloni su di un pianeta inondato da radiazioni. Alcuni scienziati hanno cominciato a domandarsi se non potremmo fare meglio creando un nuovo genere di esseri umani, più adatti al viaggio nello spazio: astronauti geneticamente modificati.

Si può dire che alcune idee finora relegate alla fantascienza ed ai TED Talks (qui e qui) si sono recentemente fatte più concrete. Esperimenti sulle cellule umane sono già in corso. Possono essere rese resistenti alle radiazioni? Possono essere adattate a produrre vitamine ed amminoacidi per proprio conto? Christopher Mason, del Department of Physiology and Biophysics al Weill Cornell Medicine è l’autore del ‘piano dei 500 anni’, in cui la modifica genetica gioca un ruolo importante su come portare gli esseri umani a lasciare il pianeta.

Secondo Mason ci mancano ancora un paio di decenni di ricerche per poter conoscere a fondo gli effetti del viaggio spaziale sul nostro genoma e quali parti di esso possano essere modificate o quali siano invece da non toccare assolutamente. Il suo laboratorio partecipa al Twins Study della NASA, che studia i cambiamenti fisiologici di un astronauta inviato sulla SSI mentre il gemello rimaneva sul pianeta.

L’argomento degli astronauti OGM non compare in alcun documento ufficiale, eppure Mason sta giù lavorando su come rendere le cellule umane resistenti alle radiazioni. I suoi studenti stanno aggiungendo copie extra del gene p53, il cosiddetto “protettore del genoma.” Mason spera di poter presto inviare le cellule modificate sulla stazione spaziale.

Tutto questo è divenuto più semplice da realizzare, grazie alla scoperta del CRISPR, il sistema che ha reso possibile modificare i geni di un embrione umano con facilità. Scienziati cinesi ed europei hanno già cominciato a fare esperimenti su embrioni. La U.S. National Academy of Sciences ha dichiarato etica la creazione di un bambino OGM per evitare malattie, seppure sotto stretta supervisione.

Secondo Mason, il viaggio spaziale potrebbe rappresentare una seconda eccezione, ma c’è chi teme l’apertura al concetto di esseri umani potenziati. Per ora, i ricercatori si mantengono contrari all’utilizzo del gene-editing per creare bambini più intelligenti o in alcun modo dotati, eppure i criteri di selezione della NASA non sembrano discostarsi molto dalla stessa idea. Solo 14 di 18.300 volontari sono stati accettati alla più recente classe per astronauti.

Fitness, in genetica, non ha nulla a che vedere con la ginnastica, quanto piuttosto con la capacità di un organismo di sopravvivere e riprodursi in un dato ambiente. Il grado di fitness di un essere umano su Marte è estremamente basso. Basta pensare al fatto che lo scopo della tuta spaziale è rendere portatile l’ambiente a cui il nostro genoma ci rende adatti. La Veritas Genetics di Boston ha già realizzato un elenco di geni utili. La società vende al pubblico la lettura del proprio genoma per soli 999 dollari. Tra i risultati compare anche una lettura dei “geni spaziali” del cliente.

Siete portatori di una specifica variazione del gene EPAS1, tipico dei Tibetani, grazie al quale è possibile sopravvivere con meno ossigeno? O forse della mutazione naturale che conduce a muscoli particolarmente potenti, potenzialmente utili contro l’atrofia? Esiste una rara variante del DNA che si accompagna a buone capacità di risoluzione dei problemi e bassi livelli di ansia. È improbabile che possa esistere un essere umano dotato di tutte queste variazioni. Ecco perché potremmo volerle inserire noi stessi, possibilmente prima della nascita. Quali altri adattamenti potrebbero considerare utili per la nostra razza di astronauti? Elefanti intrappolati su di un’isola si adatteranno alla ridotta superficie e scarsità di cibo divenendo più piccoli, secondo un fenomeno chiamato “nanismo insulare.”

Sotto le cupole di Marte scarseggeranno spazio e cibo. Il perfetto astronauta sarà probabilmente non solo più forte, ma anche più piccolo. Vengono definiti elementi nutrizionali essenziali quelli che il corpo non è in grado di produrre da solo.

Dobbiamo nutrirci di organismi che ne siano capaci, come piante, funghi e batteri, capaci di sintetizzare tutto a partire da ingredienti limitati come zuccheri o quanto presente nel terreno. Nel 2016, Harris Wang della Columbia University descrisse, ad una conferenza per biologi di sintesi, quanto sarebbe interessante per i viaggi spaziali se gli esseri umani fossero in grado di sussistere nutrendosi di acqua zuccherata. Rimane incerto sulle possibilità di rendere concreta l’idea. Il suo laboratorio sta cercando di indurre cellule renali a sintetizzare amminoacidi grazie all’aggiunta di un singolo gene. Per ora si sta concentrando sul più semplice, la metionina. In caso di successo passerebbe procederebbe con altri amminoacidi e con le vitamine.

Una cellula umana capace di sintetizzare tutto quanto necessario per conto proprio richiederebbe l’aggiunta di circa 250 geni. Per quanto complicata possa apparire la creazione di astronauti capaci di sintetizzare il proprio cibo, potrebbe apparire una soluzione complessa rispetto a piani di terraforming o la realizzazione di anelli spaziali completi di atmosfera ed ecosistema. Secondo Wang, non sarebbe male se gli astronauti fossero anche capaci di condurre una propria fotosintesi per trasformare la luce in cibo. Ne risulterebbe però un umano piatto come una foglia e ampio come un giardinetto. Il dibattito etico generato dalla possibilità di modificare il DNA di un embrione umano si è fatto acceso e globale. La risposta morale al quesito può essere ancora incerta, ma è probabile che sia necessario formularla se si desidera poter lasciare il pianeta.

(LO)

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