Lunghi meno di un millimetro, con otto zampe e un aspetto simile a quello di minuscoli orsetti, i tardigradi vivono nel muschio, nel terreno e negli ambienti acquatici. Alcune specie riescono a sopravvivere per lunghi periodi senza acqua, a condizioni ambientali estreme e a dosi di radiazioni letali per l’uomo.
Conosciuti anche come orsi d’acqua, oggi interessano non solo i biologi, ma anche la ricerca biomedica. Il loro segreto non è una vera indistruttibilità, bensì un insieme di meccanismi che limita i danni cellulari in condizioni incompatibili con la vita.
Nel 2016, un gruppo di ricercatori giapponesi coordinato da Takuma Hashimoto e Takekazu Kunieda identificò la proteina Dsup, abbreviazione di Damage suppressor. La proteina si associa al DNA e contribuisce a proteggerlo dai danni provocati dalle specie reattive generate dalle radiazioni.
Per verificarne l’efficacia, gli scienziati introdussero il gene di Dsup in cellule umane coltivate e le esposero ai raggi X. Le cellule che producevano la proteina mostrarono circa il 40% di danni al DNA in meno rispetto ai controlli e una maggiore sopravvivenza all’irradiazione.
Il risultato non significa che sia possibile rendere le persone resistenti alle radiazioni, ma dimostra che un meccanismo dei tardigradi può funzionare anche nelle cellule umane.
Nel febbraio 2025, uno studio pubblicato su Nature Biomedical Engineering da ricercatori del Massachusetts Institute of Technology e dell’Università dell’Iowa ha sperimentato un sistema per proteggere i tessuti sani durante la radioterapia.
Le radiazioni ad alta energia danneggiano il DNA delle cellule tumorali, ma possono colpire anche quelle sane vicine. Nei tumori della testa e del collo ciò può causare infiammazioni e lesioni della bocca; nei tumori della prostata può danneggiare il retto.
I ricercatori hanno utilizzato nanoparticelle contenenti RNA messaggero, che fornisce alle cellule istruzioni temporanee per produrre Dsup. Il principio ricorda quello dei vaccini a RNA, ma l’obiettivo è produrre una proteina protettiva, non stimolare il sistema immunitario.
Negli esperimenti su cellule umane e modelli animali, il trattamento ha ridotto i danni al DNA nei tessuti sani della bocca e del retto. Nei topi con tumori del cavo orale, inoltre, la protezione dei tessuti normali non ha ridotto l’efficacia della radioterapia contro il tumore.
La tecnica è ancora sperimentale, ma potrebbe contribuire a rendere alcuni trattamenti oncologici meglio tollerabili, riducendo gli effetti collaterali senza comprometterne l’efficacia.
Alcuni tardigradi possono perdere quasi tutta l’acqua corporea e sopravvivere in uno stato di attività biologica minima, chiamato anidrobiosi. Quando l’ambiente diventa secco, si contraggono, rallentano drasticamente il metabolismo e riprendono le proprie attività dopo la reidratazione.
Un ruolo importante è svolto dalle proteine CAHS, capaci di cambiare comportamento quando l’acqua diminuisce. Durante la disidratazione formano strutture simili a un materiale vetroso: una sostanza solida e non cristallina che rallenta i movimenti molecolari e protegge le proteine cellulari dalla deformazione.
Questo meccanismo interessa la ricerca farmaceutica, perché vaccini, anticorpi e altri medicinali biologici richiedono spesso la catena del freddo. In molte aree del mondo, però, frigoriferi, trasporti refrigerati ed energia elettrica sono difficili da garantire.
Nel 2023, uno studio pubblicato su Scientific Reports ha mostrato che proteine ispirate ai tardigradi possono aiutare a conservare in forma essiccata il fattore VIII, essenziale per la coagulazione e utilizzato nel trattamento dell’emofilia A. Dopo cicli di essiccazione e reidratazione e in condizioni di stress termico, il fattore VIII ha mantenuto parte della propria attività.
Non significa che i farmaci possano già essere conservati tutti senza refrigerazione: ogni prodotto richiede studi specifici su stabilità, sicurezza ed efficacia. Tuttavia, il principio potrebbe essere applicato a diversi medicinali biologici, soprattutto in aree isolate, durante le emergenze umanitarie e nelle missioni spaziali.
La resistenza alle radiazioni è inoltre studiata per proteggere gli astronauti, esposti a rischi elevati nello spazio, dove manca la protezione dell’atmosfera terrestre.
L’impiego di questi meccanismi nell’uomo richiede però ulteriori ricerche. Una proteina efficace in laboratorio deve essere valutata anche per eventuali effetti indesiderati, soprattutto nelle cellule che continuano a dividersi e a ripararsi.
I tardigradi non sono immortali, ma possiedono strumenti biologici che la medicina sta imparando a comprendere. Dalla protezione dei tessuti durante la radioterapia alla conservazione di farmaci senza refrigerazione continua, questi minuscoli animali potrebbero contribuire allo sviluppo di tecnologie utili per la salute umana.
Fonti:
- Hashimoto T. e colleghi, Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein, Nature Communications, 2016. DOI: 10.1038/ncomms12808.
- Radioprotection of healthy tissue via nanoparticle-delivered mRNA encoding for a damage-suppressor protein found in tardigrades, Nature Biomedical Engineering, 26 febbraio 2025. DOI: 10.1038/s41551-025-01360-5.
- Boothby T. C. e colleghi, Tardigrades Use Intrinsically Disordered Proteins to Survive Desiccation, Molecular Cell, 2017. DOI: 10.1016/j.molcel.2017.02.018.
- Natural and engineered mediators of desiccation tolerance stabilize Human Blood Clotting Factor VIII in a dry state, Scientific Reports, 2023. DOI: 10.1038/s41598-023-31586-9.
- National Institutes of Health, Tiny tardigrades may hold clues to cancer care, 25 marzo 2025.
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