I passi della ricerca

ROMA – focus/aise - L’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) ha lanciato la call per invitare gli scienziati di tutto il mondo a partecipare al Programma di Ricerca Earth Telescope (INGV-ET), un progetto interdisciplinare volto a rispondere alle domande fondamentali sul funzionamento del nostro Pianeta per migliorare la nostra capacità di scrutare il nostro mondo, dall’interno della Terra fino alla ionosfera.
Con Earth Telescope l'INGV lancia la sfida alla piena comprensione della dinamica del Pianeta, con particolare attenzione rivolta al ruolo svolto dall’astenosfera, lo strato più superficiale del mantello terrestre, nel controllo della dinamica delle placche e della generazione di magma. Nonostante l’astenosfera influenzi significativamente i processi crostali, la portata del suo impatto sull’idrosfera e sull’atmosfera è ancora poco conosciuta.
Il Programma INGV-ET punta, quindi, ad approfondire la conoscenza di questi aspetti fondamentali studiando i processi e i fenomeni geologici su varie scale spazio-temporali e sviluppando tecniche avanzate per migliorare le capacità di monitoraggio della Terra.
Con il lancio della call i ricercatori, nazionali e internazionali, sono chiamati a proporre, progettare e pianificare le tecnologie e le metodologie di domani, consentendo un salto di qualità che, allo stato della conoscenza, è ormai indispensabile.
Le proposte scientifiche sono articolate in tre linee di ricerca.
SAKURA (Studying the Asthenosphere as a Key to Understand the Dynamics of Plates and the Origin of Magmas), volta a studiare il ruolo dell’astenosfera nella tettonica delle placche e nella generazione dei magmi, utilizzando tecniche osservative e analitiche all'avanguardia;
TESI (Study of Geospheres Interactions in the Earth System), incentrata sulla comprensione delle interazioni tra i processi interni della Terra e le dinamiche di superficie utilizzando analisi sismologiche e geofisiche, modellazioni ed esperimenti di laboratorio per far luce sulla complessità di queste interazioni;
DEMETRA (Investigating the Interplay Between Volcanic Activity and Climate Change), orientata a chiarire la relazione tra attività vulcanica e cambiamento climatico esaminando il modo in cui le emissioni vulcaniche influenzano i sistemi climatici e contribuiscono al riscaldamento o al raffreddamento globale.
La call è aperta agli scienziati di Scienze della Terra, Geofisica, Sismologia, Vulcanologia, Geologia, Geochimica, Geodesia, Telerilevamento, Matematica applicata, Informatica e Intelligenza Artificiale.
Ricercatori dell’Istituto Superiore di Sanità, dell’IRCCS San Raffaele Roma e del CNR hanno scoperto un nuovo meccanismo molecolare alla base della perdita della memoria e delle capacità cognitive che caratterizzano le demenze. Il nuovo meccanismo vede coinvolta una proteina che ha il ruolo di riparare i danni del doppio filamento del DNA provocati da stress e da stimoli di natura diversa all’interno dei neuroni.
La scoperta non soltanto aggiunge nuovi importanti tasselli di conoscenza di una patologia che, secondo i dati dell’Istituto Superiore di Sanità, riguarda in Italia circa 2 milioni di persone (1 milione e 100 mila con demenza, 900 mila con un disturbo cognitivo lieve) ma in futuro potrebbe aprire la strada anche a nuove possibilità nella diagnosi precoce, fornendo un nuovo biomarcatore di malattia.
IL NUOVO STUDIO
Il nuovo studio pubblicato su EMBO Reports dimostra per la prima volta che l’enzima DNA-PKcs - una proteina chinasi coinvolta nei meccanismi di riparazione del DNA all’interno delle cellule nervose di ognuno di noi - è localizzata nelle sinapsi, cioè nel punto di contatto funzionale al livello del quale avviene la trasmissione delle informazioni tra i neuroni.
Gli autori dello studio hanno dimostrato che nelle sinapsi la DNA-PKcs è responsabile della fosforilazione di PSD-95 (la fosforilazione è una particolare modificazione della struttura della proteina che consiste nell’aggiunta di un gruppo fosforico alla molecola), una proteina responsabile dell’organizzazione delle sinapsi, della loro struttura e di conseguenza anche della trasmissione dei segnali.
“La modificazione di PSD-95 da parte della DNA-PKcs, rende PSD-95 stabile all’interno delle sinapsi e non suscettibile di degradazione, come avviene per esempio nell’Alzheimer”, spiega Daniela Merlo, Dirigente di Ricerca del Dipartimento di Neuroscienze e Direttrice della Struttura Interdipartimentale sulle Demenze dell’Istituto Superiore di Sanità e coordinatrice dello studio.
LO STUDIO PRECEDENTE, LA RELAZIONE TRA DNA-PKCS E BETA AMILOIDE
Nel 2016 lo stesso gruppo di ricercatori che ha firmato il lavoro appena pubblicato su EMBO Reports aveva scoperto che l’attività dell’enzima DNA-PKcs viene inibita dalla beta-amiloide, la proteina che tipicamente si accumula nel cervello dei pazienti con Alzheimer. La mancata riparazione dei danni al DNA che deriva dall’inibizione di DNA-PKcs è implicata nella morte dei neuroni osservata in diverse malattie neurodegenerative, tra cui l’Alzheimer. Infatti, la diminuzione dei livelli e dell’attività della DNA-PKcs è stata osservata nei cervelli di pazienti con Alzheimer.
LA DISFUNZIONE DELLE SINAPSI E LA PERDITA DELLA MEMORIA
“Questa nuova scoperta dimostra che la DNA-PKcs ha un ruolo fondamentale nella memoria e nei deficit cognitivi che caratterizzano l’Alzheimer e le demenze”, spiegano Cristiana Mollinari ricercatrice dell’Istituto di Farmacologia Traslazionale (CNR) e Leonardo Lupacchini ricercatore del San Raffaele Roma, primi autori dell’articolo.
“Pertanto - aggiunge Merlo - questo studio propone un nuovo scenario in cui nella malattia di Alzheimer, ma non solo, la ridotta attività enzimatica della DNA-PKcs, mediata dall’accumulo di beta-amiloide, provoca la riduzione dei livelli di PSD-95 nelle sinapsi dovuta alla sua mancata fosforilazione, e di conseguenza la disfunzione delle sinapsi. Che è alla base della perdita di memoria”.
LE PROSPETTIVE FUTURE: UN NUOVO BIOMARCATORE E NUOVE VIE TERAPEUTICHE
“La mancata fosforilazione di PSD-95 nelle patologie neurodegenerative caratterizzate da deficit cognitivo - continua Merlo - potrebbe rappresentare un nuovo biomarcatore per la diagnosi precoce e per il monitoraggio nel tempo della malattia”.
“Questo studio - dice Enrico Garaci, Presidente del Comitato Tecnico Scientifico dell’IRCCS San Raffaele Roma - ha identificato nuove vie cellulari che possono essere modulate farmacologicamente, e quindi strategie terapeutiche mirate a regolare l’attività della DNA-PKcs e l’integrità di PSD-95 potrebbero avere un importante impatto terapeutico sulla perdita delle sinapsi e quindi sui deficit cognitivi in diverse malattie neurologiche”.
“La Malattia di Alzheimer e le demenze hanno un impatto considerevole in termini socio-sanitari e rappresentano una delle maggiori cause di disabilità nella popolazione generale e in quella anziana in particolare, rappresentando uno dei problemi più rilevanti in termini di sanità pubblica”, spiega Massimo Fini, Direttore Scientifico dell’IRCCS San Raffaele Roma. (focus\aise)