Nella teoria della relatività c’è un paradosso, conosciuto come “il paradosso dei gemelli” in cui si immagina di mandare un gemello nello spazio su un’astronave che viaggia a velocità prossime a quella della luce, mentre l’altro gemello rimane sulla Terra. Anche la NASA sta svolgendo uno studio sui gemelli, ma non per confermare la teoria di Einstein. Prima, però, facciamo un passo indietro.
Secondo il Registro Nazionale dei Gemelli dell’Istituto Superiore di Sanità in Italia, in media, un parto ogni 77 è gemellare. Di questi un terzo è monozigote, cioè al momento della fecondazione un solo spermatozoo feconda un solo ovulo, esattamente come succede nei parti singoli, questa prima cellula si riproduce, ma diversamente dai parti singoli, entro il terzo giorno si formano due masse distinte di cellule che si svilupperanno separatamente in due individui: due gemelli monozigoti. I gemelli saranno individui dello stesso sesso e, essendo nati dallo stesso ovulo fecondato dallo stesso spermatozoo, avranno un patrimonio genetico identico.
Trovare due gemelli monozigoti è un evento poco frequente, ma non eccessivamente raro. Sicuramente è più raro che questi due gemelli identici abbiano entrambi la passione del volo, dell’astronautica e che abbiano le caratteristiche adatte per entrare in un programma della NASA. È quello che è successo ai gemelli Mark e Scott Kelly, nati nel 1964, piloti militari, nel 1996 sono stati selezionati dalla NASA per diventare astronauti.
Con all’attivo una cinquantina di giorni nello spazio, nel giugno del 2011 Mark rassegnò le dimissioni dal corpo degli astronauti e da quello dei piloti per motivi personali, ma ciò non gli impedì di essere parte integrante dello studio scientifico Twins Study. Il fratello Scott, dopo diverse missioni, venne designato nel 2012 per svolgere la missione conosciuta come “one year mission” che l’avrebbe portato a trascorrere un anno sulla Stazione Spaziale Internazionale, dal Marzo 2015 allo stesso mese del 2016, insieme al collega russo Mikhail Kornienko, anche lui veterano della ISS. Durante questo periodo, oltre a svolgere il compito di sperimentatore per raccogliere i dati degli esperimenti assegnati alle missioni, Scott svolse anche il ruolo di “campione” nell’esperimento di Twins Study, che ha lo scopo di studiare gli effetti sul fisico, in particolare sul DNA, sottoposto a microgravità e esposto a un livello di radiazioni maggiore durante una lunga permanenza nello spazio. Niente di nuovo sembrerebbe: gli astronauti sono sempre monitorati per studiare la risposta del fisico alle condizioni estreme a cui sono sottoposti. Qui entra in gioco Mark. I due fratelli essendo gemelli monozigoti, come abbiamo detto prima, possiedono un corredo genetico identico, Mark, rimanendo sulla Terra, ha permesso agli scienziati di avere un campione di controllo. Quando si studiano gli effetti di una particolare variabile, si deve sottoporre un campione (Scott) a questa variabile, ma si deve anche avere un campione identico (Mark) che evolva in un ambiente privo di quella variabile, in modo che, una volta concluso l’esperimento, si possano confrontare i dati provenienti da entrambi i campioni.
Di recente sono stati riportati su Nature i risultati preliminari, presentati al congresso dello Human Research Program della NASA, sui dati raccolti dai gemelli Kelly. Uno dei fattori analizzati è la lunghezza dei telomeri di Scott. I telomeri sono la parte terminale dei cromosomi e sono coinvolti nella duplicazione di essi; dopo ogni replica, la loro lunghezza si riduce e si è notato che i telomeri di Scott durante la permanenza in orbita erano più lunghi del previsto, ma sono tornati ai livelli precedenti alla missione una volta tornato sulla Terra. I ricercatori hanno riscontrato anomalie anche nella metilazione del DNA, cioè l’aggiunta di un gruppo funzionale allebasi azotate, che può influire sull’espressione dei geni. Questo processo sembra diminuire durante la missione. Infine, si è riscontrata un’anomalia nell’espressione genica dovuta al cambio di ambiente, comune anche sulla Terra, ma particolarmente accentuata nel caso dell’astronauta probabilmente legata allo stress spaziale, come il consumo di cibo liofilizzato e il dormire in condizioni di microgravità.
I dati acquisiti durante l’anno di permanenza sulla ISS sono molti, e analizzarli e capirli fino in fondo richiederà tempo. Inoltre lo studio comprende due soli individui e quindi difficilmente risulta generalizzabile, tuttavia rappresenta un passo in avanti per la comprensione del funzionamento del nostro corpo anche in condizioni che, per ora, ci sembrano estreme, ma che, in previsione delle future esplorazioni del Sistema Solare, diventano necessarie. Insomma, riportando quanto detto da Andrew Feinberg, genetista della Johns Hopkins University e coinvolto nel progetto Twins Study, “The greatest importance of the study is to show that we can do it”: l’aspetto più importante di questo studio è mostrare che possiamo farlo.
Immagine di copertina: i gemelli Kelly, NASA