I PASSI DELLA RICERCA

I PASSI DELLA RICERCA

ROMA – focus/ aise - Passo in avanti verso la comprensione dei processi responsabili della codifica degli odori a livello cerebrale. Il gruppo di Claudia Lodovichi, primo ricercatore dell’Istituto di neuroscienze del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-In) di Padova ha coordinato uno studio pubblicato su Cell Reports che dimostra il meccanismo molecolare di formazione delle mappe topografiche cerebrali, dove i neuroni responsabili della percezione di un dato odore sono raggruppati in specifiche aree del bulbo olfattivo, la zona del cervello che elabora gli stimoli captati nel tessuto delle cavità nasali (epitelio olfattivo) attraverso i recettori olfattivi, proteine prodotte dagli stessi neuroni olfattivi che legano uno specifico odorante ‘intrappolato’ nel muco nasale.
“Mentre i neuroni coinvolti nella vista e nell’udito sono disposti già a livello della retina e della coclea secondo un ordine che si proietta all’interno del cervello con la formazione di ‘mappe topografiche’ dove i vari stimoli visivi e uditivi attivano aree diverse”, spiega Lodovichi. “I neuroni sensoriali olfattivi esprimono lo stesso recettore, specifico per un range di odori, e sono localizzati senza un particolare ordine nell’epitelio olfattivo, frammisti a neuroni che esprimono recettori diversi”.
Tuttavia, un preciso ordine spaziale viene raggiunto nel bulbo olfattivo: “Tutti i prolungamenti (assoni) dei neuroni presenti nelle cavità nasali che esprimono lo stesso recettore, convergono infatti in uno specifico punto (glomerulo) sul lato mediale e laterale di ciascun bulbo olfattivo, dando luogo alla mappa topografica olfattiva”, continua la ricercatrice Cnr-In. “Ad ogni glomerulo è dunque associato uno specifico recettore olfattivo, in grado di captare un determinato spettro di odori. La mappa topografica è basata sull’identità del recettore olfattivo, che non solo rileva gli odori ma guida la formazione dei glomeruli stessi”.
Il meccanismo con cui la stessa molecola poteva svolgere ruoli così diversi, oggetto di oltre vent’anni di ricerche nell’ambito delle neuroscienze, era però sconosciuto, fino alla scoperta di Lodovichi e collaboratori: “Il recettore olfattivo, presente nelle cavità nasali ma prodotto anche all’interno del cervello, nella porzione terminale dell’assone, viene attivato da alcune molecole espresse nel bulbo olfattivo per guidare l’aggregazione dei neuroni che esprimono lo stesso recettore nei glomeruli”, prosegue la ricercatrice. “Siamo riusciti a identificare nel fattore fosfatidiletanolammina-1 (PEBP1), la proteina in grado di legare il recettore espresso dal terminale assonico. Nei topi geneticamente modificati per non esprimere tale fattore, la mappa topografica del bulbo è fortemente alterata, confermando il ruolo chiave di tale proteina nell’attivare questo gruppo specifico di recettori”.
Pochi ligandi espressi nel bulbo olfattivo sono pertanto in grado di attivare specifici gruppi di recettori olfattivi tra oltre mille recettori i quali, inoltre, cooperano con altre molecole nella formazione della mappa.
“Il recettore olfattivo, pertanto, non definisce solo l’intervallo sensoriale di ciascun neurone, ma anche il suo bersaglio nel cervello: gli odori sono codificati da un pattern spaziale di glomeruli attivati, la cui posizione ha un ruolo cruciale nella codifica e quindi nella finale percezione degli odori”, conclude Lodovichi. “Questa scoperta, oltre che per la comprensione della fisiologia del sistema olfattivo, è rilevante anche perché contribuisce ad approfondire la conoscenza di un sistema che è coinvolto in molteplici patologie neurodegenerative, quali Parkinson ed Alzheimer, i cui pazienti presentano deficit olfattivi anni prima dell’esordio delle alterazioni motorie e cognitive: capire i meccanismi di base che regolano il funzionamento del sistema olfattivo è fondamentale per qualsiasi ulteriore studio finalizzato a chiarire tali processi patologici”.
Il lavoro, supportato dalla fondazione Armenise-Harvard e condotto in collaborazione con i Dipartimenti di scienze biomediche, di scienze chimiche e di scienze farmaceutiche dell’Università di Padova e con l’Istituto veneto di medicina molecolare di Padova, ha visto la partecipazione di centri di ricerca e università in Belgio, Giappone, Regno Unito, Stati Uniti.
Fanno ammalare gli organoidi (cervelli in provetta) per trovare una cura che funzioni nella realtà sui piccoli pazienti colpiti da tumori cerebrali. Gli organoidi, creati a centinaia nei laboratori dell’Università di Trento, sono utili a per comprendere i meccanismi genetici del cancro al cervello in età pediatrica e a trovare nuove cure per queste malattie ancora poco curabili.
Il gruppo coordinato da Luca Tiberi, dell’Armenise-Harvard Laboratory of Brain Cancer al Dipartimento Cibio dell’Università di Trento, ha sviluppato in questo modo un nuovo modello per studiare i tumori cerebrali nei primi anni di vita.
La ricerca è stata svolta dall’Università di Trento, che ha coordinato un gruppo di ricerca che coinvolge la Sapienza Università di Roma, l’Ospedale pediatrico Bambino Gesù di Roma e l’Irccs Neuromed, Istituto neurologico mediterraneo, di Pozzilli (Isernia). Lo studio ha potuto contare sul sostegno della Fondazione Armenise-Harvard, di Fondazione Airc per la ricerca sul cancro e della Fondazione Caritro di Trento.
Gli organoidi sono stati utilizzati per ricreare dei tumori in laboratorio e i risultati aprono nuove prospettive nella ricerca contro i tumori al cervello poiché in futuro potrebbero permettere di produrre una grande quantità di tumori in laboratorio a costi ridotti rispetto alle precedenti tecnologie e perciò di effettuare screening ampi per valutare nuovi farmaci.
“Realizzare gli organoidi di tumori cerebrali – sottolinea Tiberi, il coordinatore della ricerca – è molto difficile e richiede delle competenze scientifiche che il Dipartimento Cibio dell’Università di Trento è riuscito ad attrarre e a sviluppare nei propri laboratori”.
“Gli organoidi – continua - costituiti a partire da cellule della pelle o del sangue si presentano come sfere irregolari, simili a piccole noccioline, e sono stati creati dall’Università di Trento e poi analizzati e caratterizzati in collaborazione con Sapienza Università di Roma e Ospedale pediatrico Bambino Gesù di Roma, confermando la capacita di “ammalarsi” e mostrare caratteristiche simili a quelle dei tumori dei piccoli pazienti. Questo lavoro dimostra quanto sia importante la collaborazione tra università e istituzioni di ricerca italiane per dare vita a progetti innovativi”.
“Abbiamo anche sviluppato organoidi a partire da cellule di donatori sani – spiega Tiberi – e questi ci hanno permesso di comprendere alcuni meccanismi genetici che stanno alla base dell’insorgenza e dello sviluppo di tumori cerebrali. In particolare lo studio ha confermato il ruolo determinante di due proteine (Otx2 e c-Myc) e ha indagato l’efficacia di alcune strategie terapeutiche (a base del farmaco tazemetostat)”.
“Produrre un gran numero di tumori ci aiuterà ad affinare la ricerca sui geni responsabili della malattia e sulle strategie di contrasto – evidenzia concludendo il ricercatore -. Gli organoidi ci permettono di farlo senza ricorrere ad animali di laboratorio e in un contesto più vicino a quello dei pazienti. Possono rappresentare uno strumento affidabile per sviluppare terapie personalizzate”.
Il tumore al cervello in età pediatrica
Il tumore al cervello è la prima causa di morte per cancro nei bambini. I tumori cerebrali sono patologie aggressive che necessitano di trattamenti multidisciplinari e integrati. Sebbene numerosi passi avanti siano stati fatti nel trattamento di queste malattie, i pazienti che guariscono possono presentare effetti collaterali a lungo termine che influiscono significativamente sulla qualità della vita. Quando poi il tumore si ripresenta a distanza di tempo, le terapie sono generalmente inefficaci. Il medulloblastoma, oggetto di studio di questo lavoro, è il tumore maligno del sistema nervoso centrale più frequente nei bambini. La sopravvivenza, secondo i dati forniti dalla Fondazione Airc per la ricerca sul cancro, a cinque anni dalla diagnosi di medulloblastoma si aggira intorno al 70%.
Infine, L’Italia sale alla ribalta dello scenario internazionale con un progetto da oltre 600 milioni di euro che vede ENEA ed Eni in un’alleanza strategica per l’energia del futuro, sostenibile, sicura e inesauribile. Si tratta del grande polo scientifico-tecnologico sulla fusione DTT (Divertor Tokamak Test), che verrà realizzato nel Centro Ricerche ENEA di Frascati (Roma) dalla società DTT Scarl, di cui Eni avrà il 25%, ENEA il 74% e il Consorzio CREATE l’1%. Le ricadute del progetto sul PIL nazionale sono stimate in circa due miliardi di euro con la creazione di 1.500 nuovi posti di lavoro, dei quali i 500 diretti, tra scienziati e tecnici.
L’intesa è stata firmata oggi, 29 gennaio, presso il Centro Ricerche ENEA di Frascati dal presidente di ENEA, Federico Testa, e dall’amministratore delegato di Eni, Claudio Descalzi, alla presenza del sottosegretario alla Presidenza del Consiglio, Riccardo Fraccaro, del ministro dell’Università e della Ricerca, Gaetano Manfredi, del ministro dello Sviluppo Economico, Stefano Patuanelli, e del presidente della Regione Lazio, Nicola Zingaretti.
Il DTT - Divertor Tokamak Test verrà realizzato in 7 anni e vedrà la partecipazione di Unione europea, del Consorzio Create, della BEI (con un finanziamento record di 250 milioni di euro garantiti dal Fondo Europeo per gli Investimenti Strategici FEIS, pilastro del Piano Juncker), dal Consorzio europeo EUROfusion (con 60 milioni a valere sui fondi Horizon 2020), il Ministero dello Sviluppo Economico e il MUR (con 80 milioni di euro circa) e la Regione Lazio (con 25 milioni più le spese per la connessione alla rete elettrica nazionale) e altri 30 milioni da partner internazionali.
“Con questa alleanza fra ricerca e industria, l’Italia rilancia il suo ruolo di leadership in un settore strategico per la competitività del nostro Paese, quello della fusione, dove le aziende italiane hanno già vinto oltre 1,2 miliardi di euro di contratti e sono considerate fra le migliori al mondo - ha sottolineato il presidente ENEA, Federico Testa -. Voglio ringraziare tutti coloro che in ENEA si sono impegnati per arrivare a questo risultato e le istituzioni che hanno svolto un ruolo fondamentale per raggiungere questo traguardo che si inquadra nel contesto più ampio della nostra mission di affiancare le imprese nella sfida dell’innovazione, attraverso il trasferimento di conoscenze, tecnologie avanzate, servizi, progetti, prodotti”, ha aggiunto.
L’amministratore delegato di Eni, Claudio Descalzi ha detto che “questa collaborazione si inquadra nella visione strategica di Eni per la trasformazione del mondo dell’energia, nel quale la fusione a confinamento magnetico potrà giocare un ruolo essenziale. Il nostro know how industriale, le competenze di gestione e sviluppo di grandi progetti, combinate con l’eccellenza della ricerca scientifica di ENEA, saranno la chiave di successo per la realizzazione di questa importantissima iniziativa ed infrastruttura, basata primariamente su competenze e tecnologie italiane”.
“Il progetto che verrà realizzato da ENEA ed Eni presso il Centro di Ricerche di Frascati, pone ancora una volta l’Italia all’avanguardia internazionale nel campo della ricerca per ottenere energia pulita, sostenibile e sicura - ha evidenziato il ministro dello Sviluppo Economico, Stefano Patuanelli -. Lo sviluppo e l’applicazione di tecnologie innovative rivestono, infatti, un ruolo decisivo nella transizione energetica che punta in direzione della decarbonizzazione e della sostenibilità ambientale. Per il MiSE è prioritario rafforzare le sinergie tra il mondo della ricerca e quello produttivo per favorire, attraverso il trasferimento tecnologico, la competitività industriale del nostro Paese e la creazione di nuovi posti di lavoro”.
“ENEA ed Eni stringono un’alleanza fondamentale per il futuro energetico del nostro Paese. Il passo di oggi – ha spiegato invece il ministro dell’Università e della Ricerca, Gaetano Manfredi – getta le basi per una collaborazione strategica tra mondo della ricerca ed industria, che rilancia nel panorama internazionale le grandi competenze scientifiche e tecnologiche che l’Italia è in grado di esprimere, proprio in una delle più promettenti frontiere della ricerca scientifica”.
Il progetto DTT nasce per fornire risposte scientifiche e tecnologiche ad alcuni aspetti del processo di fusione, come ad esempio la gestione di temperature elevatissime e i materiali da utilizzare, e si propone come supporto e infrastruttura di test per le più avanzate soluzioni tecnologiche che verranno messe in atto nei grandi progetti internazionali sulla fusione. (focus\ aise) 

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