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Stazione spaziale

Usare i farmaci nello Spazio ci aiuta a impiegarli meglio sulla Terra

Interazioni farmacologiche
La Ricerca Spaziale Biomedica ci ha permesso di realizzare o migliorare molte tecnologie, dalle lenti antigraffio e fotocromatiche, ai termometri a infrarosso, alla analisi delle microcalcificazioni nelle mammografie, fin alle tecniche avanzate di imaging funzionale, ai microsensori ed ai dispositivi medici ad autolettura. Ma può servire anche per lo studio dei farmaci? Vediamolo insieme.

Dove si fa la Ricerca nello Spazio?

La facciamo nella Stazione Spaziale Internazionale (ISS) che orbita costantemente intorno alla Terra 15,5 volte al giorno ed è abitata continuamente da Novembre 2000.

L’ISS è il sistema abitativo utilizzato per ottenere informazioni riguardo all’adattamento dell’uomo nello Spazio e dove vengono effettuate simulazioni per affrontare la vita su altri pianeti del Sistema Solare, come ad esempio Marte.

Perché si usano farmaci nello Spazio?

L’ambiente spaziale richiede l’uso di farmaci per prevenire e trattare condizioni e sintomi legati al viaggio nello Spazio ma anche per intervenire in casi di emergenze mediche (quali, ad esempio, trombosi, aritmie, shock anafilattico) ed eventi traumatici come ferite e sanguinamenti legati alle attività sperimentali e di manutenzione della ISS.

Esiste un kit di medicinali a bordo della ISS?

La cassetta dei medicinali disponibile per le emergenze della ISS contiene circa 200 tipi di farmaci, in accordo con quanto indicato dall’OMS per le esplorazioni spaziali, per la maggior parte delle evenienze mediche che potrebbero verificarsi.

Tutti i farmaci sono etichettati in inglese e in russo e, per precauzione, sostituiti ogni sei mesi (infatti le radiazioni a cui è esposta la ISS nello spazio possono alterare la stabilità dei medicinali, modificando i componenti stessi del farmaco). I dati di monitoraggio sull’uso dei medicinali a bordo della ISS indica che, mediamente, ogni astronauta assume 4 farmaci per settimana di permanenza1.

Quali sono i farmaci più utilizzati? 

I più usati sono quelli per l’insonnia (è difficile dormire fluttuando!), i farmaci anti-nausea e contro la cinetosi (detto anche mal di movimento). La space motion sickness (malattia del movimento nello Spazio) è una condizione legata alla microgravità che può essere molto debilitante, tale da non permettere l’assunzione di farmaci per via orale, ma che si risolve entro 72 ore).

Sono inoltre usati i decongestionanti (la microgravità può causare edema) e gli antiallergici, gli antidolorifici (la microgravità può causare anche 5 cm di allungamento vertebrale), gli antiinfiammatori come ibuprofene e gli antibiotici (l’ambiente è scarsamente igienizzabile!)2.

Ben rappresentati sono poi unguenti e idratanti (sia cutanei che oculari: gli occhi sono tra gli organi che più risentono della microgravità, insieme alla cute che risulta fortemente disidratata). Ci sono poi i contraccettivi ormonali che molte astronaute usano per controllare il ciclo mestruale, gli antidepressivi per la regolazione dell'umore (a causa dell’isolamento e delle alterazioni del ciclo sonno-veglia) e le terapie per l’osteoporosi (causata dalla carenza di esposizione al sole) e l’atrofia muscolare, dovuti alla carenza di carico gravitazionale e compensati dall’intensa attività fisica2,3.

I farmaci nello spazio funzionano allo stesso modo che sulla terra?

L’impiego dei farmaci nello Spazio avviene esattamente come sulla Terra. Però, le molteplici modifiche a cui va incontro il corpo nello spazio sono responsabili di farmacocinetica (cioè di come il farmaco si muove all’interno dell’organismo) e della farmacodinamica (cioè come il farmaco interagisce con il suo bersaglio per svolgere l’azione farmacologica) che conosciamo ancora solo in parte.

Se poi questo non bastasse, vanno anche considerati le diversità genetiche tra individuo e individuo e di genere (uomini o donne), note ancora solo in minima parte4.

Come può essere utile conoscere la farmacologia Spaziale per l’uso dei farmaci sulla Terra?

La sfida spaziale porterà a notevoli migliorie nella gestione della salute pubblica, come ha già fatto in passato con tante tecnologie innovative che ci aiutano nella vita di tutti i giorni.

I tanti tipi di stress a cui sono sottoposti gli astronauti, le variazioni a cui vanno incontro tutti gli apparati e la impossibilità di monitorare e intervenire in tempo reale in situazioni di emergenza fanno sì che il soggiorno nello Spazio rappresenti un modello di studio per pazienti fragili, impossibilitati a muoversi e che devono mettere in atto procedure mediche in maniera autonoma.

Riguardo ai farmaci, oltre all’aggiustamento del dosaggio e alla scelta dei principi attivi più adatti, una sfida riguarda le tecnologie della ricerca di nuovi medicinali in assenza di gravità e lo sviluppo di formulazioni per un uso efficace e sicuro.

 

Riferimenti bibliografici e sitografici:


Blue RS, Bayuse TM, Daniels VR, Wotring VE, Suresh R, Mulcahy RA, Antonsen EL. Supplying a pharmacy for NASA exploration spaceflight: challenges and current understanding. NPJ Microgravity, 2019;5,14.
https://doi.org/10.1038/s41526-019-0075-2

 

Wotring VE. Medication use by U.S. crewmembers on the International Space Station. FASEB J. 2015;29(11):4417-23. https://faseb.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1096/fj.14-264838

 

Genah S, Monici M, Morbidelli L. The Effect of Space Travel on Bone Metabolism: Considerations on Today's Major Challenges and Advances in Pharmacology. Int J Mol Sci. 2021;22(9):4585.
https://doi.org/10.3390/ijms22094585

 

Pavez Loriè E, Baatout S, Choukér A, Buchheim JI, Baselet B, Dello Russo C, Wotring V, Monici M, Morbidelli L, Gagliardi G, Stingl J, Surdo, L Yip V.L.M. The Future of Personalized Medicine in Space: from Observations to Countermeasures. Frontiers Bioeng Biotech 2021; 9,739747
https://org/10.3389/fbioe.2021.739747