Dallo spazio alla terra: sviluppare una medicina per condizioni estreme

Lo spazio al centro di nuove missioni della ricerca e della tecnologia. Firmato a Torino un Protocollo d’Intesa tra il Distretto Aerospaziale Piemonte (DAP) e l’Associazione Italiana Ingegneri Clinici (AIIC), avviati a Milano al Policlinico di Milano due progetti di ricerca dedicati alla medicina spaziale.
Fil rouge delle due iniziative: tutelare la salute umana esposta a condizioni estreme, prendendo a modello gli astronauti impegnati in missioni nello spazio e trasferire le conoscenze dallo Spazio sulla Terra per lo sviluppo e l’applicazione di potenziali cure e nuove strategie di prevenzione in soggetti più fragili, come gli anziani.

Protagonisti del protocollo di intesa, della durata di 24 mesi, Maurizio De Mitri, presidente DAP e Umberto Nocco, in rappresentanza di Aiic. Le competenze dell’Ingegneria Clinica e dell’Ingegneria Aerospaziale consentiranno di implementare studi e di sviluppare sinergie per tutelare la salute degli astronauti nel corso di missioni di lunga durata in orbita, sulla Luna e in prospettiva, su Marte. Condizioni di vita estreme che generano importanti impatti sull’organismo come un invecchiamento precoce o la comparsa di patologie specifiche a carico dell’apparato cardiovascolare, per esempio.

È pertanto necessario approntare sistemi sanitari altamente affidabili, autonomi e resilienti, in grado di dare risposte efficienti alle modificazioni che si verificano a livello biofisico in contesti di ecosistemi speciali e di alta resilienza. Un patrimonio di innovazione importante che deriva dall’utilizzo di metodologie avanzate di gestione del rischio e di integrazione dei sistemi critici tipiche del settore aerospaziale, con il potenziale di applicazione nella sanità di tutti i giorni. Il lavoro di collaborazione di DAP e Aiic punta a consolidare la crescita competitiva dell’ecosistema aerospaziale e sanitario nazionale, su alcune linee principali:

  • Sviluppo di Tecnologie Medicali Spaziali. Biosensori, wearable devices, monitoraggio fisiologico continuo, diagnostica avanzata, telemedicina e sistemi di supporto vitale saranno al centro di progetti di ricerca e sperimentazioni
  • Infrastrutture Sanitarie per Habitat Spaziali, cioè progettazione di moduli medici per stazioni ed elementi abitativi permanenti, ma anche sviluppo di protocolli di gestione delle emergenze ed ergonomia
  • Definizione di Standard e Certificazioni. Sicurezza, affidabilità, interoperabilità e cybersecurity dei dispositivi medicali operanti in ambienti estremi sono i paradigmi che verranno indagati per garantire all’innovazione affidabilità da ogni tipologia di rischio
  • Digital Health e Intelligenza Artificiale. Questi strumenti saranno sfruttati per il supporto alle decisioni cliniche, fare manutenzione predittiva delle apparecchiature e sviluppare nuove soluzioni, come i digital twin (gemelli digitali) degli apparati sanitari
  • Ricadute sulla Sanità Terrestre (Spin-off). Telemedicina in aree isolate o remote, strutture di emergenza-urgenza, medicina militare, piattaforme offshore e basi antartiche. Un pool di tecnologie aerospaziali che potranno essere parte integrante degli ospedali del futuro. «L’integrazione tra l’eccellenza industriale e scientifica della nostra filiera aerospaziale e l’expertise dell’Ingegneria Clinica – ha dichiarato De Mitri – permetterà di sviluppare soluzioni innovative per l’esplorazione dello spazio profondo, generando ricadute immediate ed efficaci sulla qualità dell’assistenza sanitaria e della telemedicina sul nostro territorio».

«Mettiamo a disposizione le nostre competenze – ha aggiunto Nocco – per contribuire a fornire risposte ai bisogni di salute che si presenteranno nel corso delle missioni spaziali. L’accordo con DAP rappresenta per Aiic uno slancio verso un mondo sconosciuto, ma siamo certi che offrirà frutti di crescita professionale per noi e di utilità per chi sarà chiamato a volare nello spazio».

Cosa prevede l’accordo

L’istituzione di un Comitato Tecnico congiunto, composto da esperti di DAP e AIIC, in cui potranno essere eventualmente inclusi anche rappresentanti dell’industria, del mondo accademico, della ricerca e delle Istituzioni, che avrà il compito di definire roadmap tecnologiche, elaborare raccomandazioni e promuovere la partecipazione a bandi di finanziamento nazionali ed europei.
Inoltre completano l’attività del Comitato, la creazione di workshop e tavoli di lavoro congiunti, lo sviluppo di progetti formativi STEM sul territorio piemontese per orientare i giovani verso le discipline medico-aerospaziali e il supporto alla nascita di nuove figure professionali multidisciplinari.

I progetti milanesi

Utilizzare lo spazio come un vero e proprio laboratorio per comprendere meglio il funzionamento del corpo umano e trasferire sulla Terra le conoscenze acquisite in condizioni estreme, studiando gli effetti in astronauti impegnati in missione. Con questo obiettivo sono stati avviati due progetti al Policlinico di Milano – gli unici, tra gli otto selezionati dall’Agenzia Spaziale Europea (Esa), a coinvolgere un ospedale – che hanno ricevuto un finanziamento complessivo di 250 mila euro dall’Agenzia Spaziale Italiana (Asi).

Bed-rest, il primo progetto, studierà gli effetti indotti sull’organismo dall’allettamento prolungato, di 100 giorni, simulando alcune specifiche condizioni in assenza di gravità, Isolation, invece, intende analizzare le conseguenze cliniche e molecolari di 100 giorni di isolamento, mimando alcuni possibili effetti dovuti alla permanenza in una stazione spaziale. Queste condizioni estreme delle missioni spaziali sono l’occasione per i ricercatori per avere risposte in tempi relativamente brevi sulle modificazioni dell’organismo, eventualmente utili anche per comprendere fenomeni che riguardano la popolazione generale e specifiche classi fi pazienti, come gli anziani e i più fragili.

Gli astronauti, infatti, possono essere considerati come un “laboratorio dell’invecchiamento”: sono persone sane e altamente selezionate esposte, durante la permanenza nello spazio, a condizioni capaci di produrre importanti modificazioni dell’organismo, offrendo l’opportunità di comprendere non solo i meccanismi che si innescano ma anche individuare possibili contromisure applicabili alla pratica clinica quotidiana.

Il contributo della medicina spaziale

Già in passato, con i primi voli nello spazio, si sono avute risposte di medicina spaziale importanti. Ad esempio era stato osservato che tornati sulla Terra, gli astronauti erano più esposti allo sviluppo di sincopi e altri disturbi connessi al decondizionamento dell’organismo, favorendo lo studio di strategie, poi utilizzate anche in ambito clinico. Le nuove ricerche intendono acquisire informazioni circa gli effetti a lungo termine, associati a missioni di maggiore permanenza nello spazio.

Fra le open question che verranno indagate vi è la comprensione di quali farmaci e dispositivi potranno diventare indispensabili, le azioni da mettere in campo quando non è possibile raggiungere rapidamente un ospedale o un Pronto soccorso, preparando così il terreno per le missioni del futuro. Oltre a questi due progetti è previsto l’avvio di nuovo studio, sostenuto da Asi con 700 mila euro, sulla deprivazione del sonno negli astronauti. Tra le contromisure che saranno analizzate figura l’impiego di uno stimolatore vagale sviluppato e brevettato dal Policlinico di Milano e dall’Università degli Studi di Milano.

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