I progressi della ricerca italiana

ROMA – focus/ aise – Un nuovo studio dell’Università di Padova, coordinato dal professor Carlo Foresta, ha trovato microplastiche nella prostata e nel liquido seminale umano, con dimensioni paragonabili a quelle degli spermatozoi e con quantità che, su un eiaculato di volume medio, arrivano a un ordine di grandezza di alcune centinaia di particelle.
I risultati di questa sorprendente ricerca sono stati presentati a Padova nel corso del 40° Convegno di Medicina della Riproduzione.
Analizzando campioni di liquido seminale provenienti da uomini sani con parametri nella norma, i ricercatori hanno individuato microplastiche in tutti i sei campioni esaminati. Le particelle osservate hanno dimensioni molto piccole, comprese tra circa 2 e 13 micrometri. Si tratta di dimensioni estremamente ridotte: pochi micrometri corrispondono infatti a grandezze paragonabili a quelle degli spermatozoi stessi, la cui testa ha un diametro di circa 5-8 micrometri.
"Parliamo di circa 50 particelle per millilitro, quindi di numeri molto bassi se confrontati con le cellule presenti nel liquido seminale", ha spiegato il professor Carlo Foresta, coordinatore dello studio. "Nel caso delle microplastiche però il dato va letto in termini di presenza e non di peso: si tratta di un ordine di grandezza del tutto in linea con quello osservato in altri fluidi biologici umani, come sangue, latte materno o placenta, e indica che l’esposizione ambientale a queste particelle riguarda anche il sistema riproduttivo".
L’analisi chimica, effettuata in collaborazione con il professor Lucio Litti del Dipartimento di Scienze Chimiche dell’Università di Padova, ha mostrato che le microplastiche individuate sono costituite da polimeri di uso comunissimo, come polipropilene, polietilene e polistirene, oltre a quantità minori di altri materiali plastici. Si tratta delle stesse plastiche utilizzate quotidianamente per imballaggi, contenitori, tessuti sintetici e numerosi oggetti di largo consumo, a conferma di una esposizione ambientale continua.
Uno degli aspetti più rilevanti emersi dallo studio è che le microplastiche, pur essendo presenti nel liquido seminale, non aderiscono agli spermatozoi e non penetrano al loro interno. Le particelle risultano disperse nel plasma seminale e coesistono con le cellule senza stabilire un’interazione diretta.
"Questo dato è importante perché indica che, almeno per le microplastiche di queste dimensioni, non osserviamo un contatto diretto con gli spermatozoi", ha sottolineato il professor Andrea Di Nisio dell’Università Pegaso, co-autore dello studio. "Ciò non significa che il problema sia irrilevante, ma che eventuali effetti potrebbero essere mediati da meccanismi indiretti, legati piuttosto alle strutture riproduttive che le microplastiche attraversano prima di arrivare al liquido seminale, come ad esempio testicoli, epididimo e prostata".
Un ulteriore risultato di grande interesse riguarda infatti la presenza di microplastiche anche nella prostata. In questo caso, le particelle osservate risultano mediamente più grandi rispetto a quelle rinvenute nel liquido seminale. Questa differenza suggerisce che la prostata possa svolgere una funzione di filtro biologico, trattenendo le particelle di dimensioni maggiori e consentendo invece a quelle più piccole di superare la barriera prostatica e di raggiungere il liquido seminale.
"La prostata potrebbe rappresentare un punto chiave nel percorso delle microplastiche all’interno dell’apparato riproduttivo maschile", ha osservato Foresta. "Le particelle più piccole sembrano in grado di oltrepassare questo filtro naturale e arrivare fino al liquido seminale".
Nel loro insieme, i risultati indicano che il liquido seminale potrebbe rappresentare un indicatore biologico non invasivo dell’esposizione umana alle microplastiche. "Questi dati non devono essere interpretati in modo allarmistico, ma come un segnale da comprendere meglio", ha concluso Foresta. "Servono ulteriori studi per chiarire gli effetti a lungo termine dell’esposizione alle microplastiche, soprattutto considerando particelle ancora più piccole, come le nanoplastiche, che oggi non siamo in grado di osservare con sufficiente precisione".
L’Associazione Italiana per l’Intelligenza Artificiale (AIxIA) ha annunciato l’elezione di Andrea Orlandini come nuovo Presidente. La nomina è avvenuta nel corso della prima riunione del Consiglio Direttivo insediatosi il 1° gennaio 2026.
Primo Ricercatore presso l'Istituto di scienze e tecnologie della cognizione del Cnr (Cnr-Istc), con una lunga esperienza nei settori della pianificazione automatica, della robotica cognitiva e dell’interazione uomo-macchina, Orlandini assume la guida di AIxIA in una fase cruciale per lo sviluppo e la governance dell’Intelligenza Artificiale, sia a livello nazionale sia europeo. Il suo mandato si inserisce nel solco di una visione che mira a rafforzare il dialogo tra ricerca scientifica, sistema produttivo e società civile, promuovendo un’adozione dell’IA consapevole, responsabile e orientata all’impatto.
Il nuovo Presidente succede al Prof. Gianluigi Greco, che conclude il proprio incarico dopo un periodo di presidenza particolarmente significativo per l’Associazione. Sotto la sua guida, AIxIA ha consolidato il proprio ruolo di riferimento nel panorama scientifico italiano, ampliando la propria visibilità internazionale, rafforzando i legami con le istituzioni e contribuendo in modo determinante al dibattito pubblico su Intelligenza Artificiale, etica e politiche della ricerca. Un percorso che ha posto basi solide per affrontare le sfide future del settore.
Confermata nel ruolo di Segretario del consiglio direttivo della medesima associazione Gabriella Cortellessa, anch'essa Primo Ricercatore presso il Cnr-Istc: i suoi interessi di ricerca riguardano l’Intelligenza Artificiale per il supporto agli anziani, le tecnologie assistive e sistemi intelligenti per la cura e l’autonomia della persona, lo studio dell’impatto dell’IA sulla società, la progettazione di sistemi a iniziativa mista per l’interazione uomo-macchina in diversi ambiti applicativi.
Con il nuovo assetto della Presidenza, AIxIA rinnova il proprio impegno a favore della comunità scientifica, dei giovani ricercatori e di tutti gli attori coinvolti nello sviluppo dell’Intelligenza Artificiale, confermandosi come spazio di confronto autorevole tra eccellenza accademica, innovazione tecnologica e responsabilità sociale.
Una nuova piattaforma di microscopia integrata consente di osservare in laboratorio in tempo reale come le cellule tumorali ricevono stimoli meccanici che influenzano l’invasività, lo sviluppo di metastasi e la risposta ai farmaci, e come reagiscono a tali stimoli. La piattaforma è stata sviluppata da un gruppo interdisciplinare dell’Istituto Airc di Oncologia Molecolare Ets (IFOM) di Milano, dell’Università Statale di Milano e dell’Università degli Studi di Perugia, del CNRS-Institut Curie di Parigi e del Cnr-Iom di Perugia, grazie anche al sostegno di un My First AIRC Grant (MFAG) e di un Prin PNRR.
La piattaforma, come spiega il Cnr, permette di misurare simultaneamente proprietà meccaniche e risposte biochimiche in sferoidi ottenuti da cellule di tumore del seno. Gli sferoidi sono masse cellulari microscopiche in tre dimensioni con cui è possibile cercare di riprodurre in laboratorio l’architettura e le interazioni dei tessuti tumorali. Gli esperimenti condotti hanno rivelato che deformazioni cicliche attivano rapidamente il gene dello stress ATF3 e inducono comportamenti più invasivi. La tecnologia completamente ottica sviluppata, descritta ora sull’autorevole rivista scientifica Advanced Science, apre nuove prospettive per comprendere i processi alla base della progressione tumorale e per potere in futuro agire su di essi.
Comprendere come le cellule tumorali ricevono e trasformano gli stimoli meccanici è una delle frontiere più promettenti dell’oncologia moderna. Le risposte a tali stimoli possono infatti influenzare la crescita di un tumore, la sua invasività e la capacità di dare metastasi. Negli ultimi anni è emerso che le forze fisiche nei tessuti sono ben di più dello scenario in cui i tumori crescono, dato che ne influenzano direttamente l’invasività, lo sviluppo delle metastasi e la risposta ai farmaci.
Tuttavia, aggiunge il Cnr, studiare questi processi mentre accadono, in tempo reale e senza modificare le cellule, è estremamente difficile. Gli strumenti disponibili fino a poco tempo fa permettevano infatti solo osservazioni parziali e non simultanee di diversi processi. O si misurava la componente meccanica, o quella biochimica, spesso in condizioni semplificate e lontane dalla complessità dei tessuti tipica dell’organismo umano.
Oggi un gruppo interdisciplinare di ricercatori di IFOM Ets, Università degli Studi di Perugia, Università degli Studi di Milano, Istituto Officina dei materiali del Consiglio nazionale delle ricerche di Perugia (Cnr-Iom) e Institut Curie – CNRS di Parigi, con competenze diverse in fisica, bioingegneria e biologia del tumore, ha sviluppato una piattaforma fotonica integrata di nuova generazione che supera questi ostacoli.
Il sistema messo a punto è totalmente ottico. Combina per la prima volta la tecnica di microscopia avanzata Brillouin, con cui si può misurare la rigidità e le proprietà meccaniche tramite la luce, e la tecnologia Raman, in grado di rivelare la composizione biochimica all’interno di un microdispositivo fluidico. Ciò consente di osservare e misurare simultaneamente le proprietà meccaniche e le risposte biochimiche delle cellule tumorali in sistemi tridimensionali complessi come gli sferoidi tumorali. Questi ultimi sono masse cellulari microscopiche in tre dimensioni con cui è possibile cercare di riprodurre in laboratorio l’architettura e le interazioni dei tessuti tumorali, ricreando sperimentalmente condizioni molto simili ai tessuti viventi.
"Per la ricerca sul cancro questo progresso è fondamentale – spiega Silvia Caponi, fisica del Cnr-Iom di Perugia -. La transizione tecnologica è analoga a ciò che ha portato, alla fine degli anni Venti del Novecento all’integrazione di audio e video nel cinema sonoro. La piattaforma fotonica funziona infatti un po’ come produrre un film con immagine e audio sincronizzati, combinando allo stesso tempo ciò che le cellule “sentono” in termini di forze fisiche, come rigidità e deformazione, con il monitoraggio delle loro risposte, come le variazioni di durezza e le conseguenti risposte molecolari. Se questi processi sono analizzati separatamente, potremmo raccontare di volta in volta solo metà della storia".
"Si tratta infatti - sottolinea Brenda Green, bioingegnere canadese che ha potuto condurre lo studio grazie a un My First AIRC Grant (MFAG) presso IFOM, l’Istituto AIRC di Oncologia Molecolare di Milano – di un sistema non invasivo, basato esclusivamente sull’uso della luce e che permette di osservare in laboratorio il comportamento delle cellule tumorali mentre vengono sottoposte a stimoli meccanici simili a quelli comuni nei tessuti viventi".
"Questa nuova piattaforma rappresenta un salto di qualità nella diagnostica ottica", prosegue Silvia Caponi (Cnr-Iom). "Grazie all’integrazione di tecniche di microscopia avanzata su un chip microfluidico, possiamo ottenere allo stesso tempo informazioni meccaniche e molecolari: misuriamo la rigidità delle cellule e ne osserviamo la risposta meccanica utilizzando approcci ottici senza contatto, che sfruttano unicamente la luce".
Applicata a sferoidi tridimensionali di tumore al seno, la tecnologia ha mostrato che deformazioni meccaniche cicliche inducono modificazioni immediate nella forma del nucleo cellulare e attivano una forte risposta allo stress, evidenziata da un aumento notevole dell’espressione del gene ATF3. “Si tratta di un gene – illustra Brenda Green – che si attiva quando una cellula riceve uno stress meccanico, metabolico o ambientale, che può influenzare processi legati alla sopravvivenza, all’adattamento e, nei tumori, al potenziale invasivo”. “È sorprendente”, sottolinea nuovamente Green “osservare quanto rapidamente le cellule reagiscono e, soprattutto, come mantengono memoria dello stimolo meccanico: a 24 ore di distanza mostrano già un comportamento più invasivo, come se la forza applicata avesse riscritto il loro programma biologico”.
Il cuore della piattaforma è un innovativo dispositivo microfluidico che consente di applicare alle cellule stimoli fisici controllati, simulando con grande accuratezza le condizioni dei tessuti viventi. “La microfluidica ci permette di riprodurre compressioni, flussi e deformazioni con una finezza irraggiungibile con gli strumenti tradizionali”, aggiunge il Prof. Maurizio Mattarelli responsabile del Laboratorio di Imaging nel Dipartimento di Fisica e Geologia dell’Università degli Studi di Perugia. “Combinando queste condizioni dinamiche con la sensibilità della microscopia Brillouin–Raman, otteniamo una visione inedita dei processi di adattamento cellulare in condizioni dinamiche, finora impossibili da misurare in tempo reale”.
"Questa tecnologia apre una nuova prospettiva per lo studio dei tumori in sistemi tridimensionali come gli sferoidi tumorali – conclude Giorgio Scita, direttore del laboratorio Meccanismi di migrazione delle cellule tumorali di IFOM Ets e Professore Ordinario di Patologia Generale all’Università degli Studi di Milano –. È un approccio completamente ottico, non invasivo e compatibile con i modelli biologici avanzati utilizzati in meccanobiologia: un importante passo avanti per comprendere i processi che guidano la progressione tumorale e in futuro per poter agire su di essi".
Le istituzioni coinvolte includono IFOM Ets di Milano; Università degli Studi di Perugia (Dipartimento di Fisica e Geologia; Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie); Università degli Studi di Milano (Dipartimento di Oncologia ed Emato-Oncologia); CNRS UMR144 – Institut Curie e Institut Pierre-Gilles de Gennes di Parigi; e il Consiglio Nazionale delle Ricerche – Istituto Officina dei Materiali (Cnr-Iom) di Perugia. (focus\aise)