30 aprile 2015

L'Ateneo Federico II festeggia l'anniversario della sua fondazione, che si data al 5 giugno 1224. In questa occasione, il Dipartimento di Medicina Molecolare e Biotecnologie Mediche (DMMBM) rende onore a Federico II (anche noto come Stupor Mundi), ed organizza l'evento Stupor Scientiae, le Meraviglie della Conoscenza Scientifica, dedicato agli studenti, ma anche ai curiosi delle Scienze Biomediche. L'Associazione Culturale DiSciMuS RFC è fiera di contribuire all'organizzazione, culturale ed operativa, di questo importante evento scientifico-divulgativo.

I dettagli dell'iniziativa sul sito del DMMBM.

Grazie al gentile contributo dell'associazione culturale DiSciMuS, ho potuto prendere parte al IX Congresso dell’Associazione Italiana di Proteomica (ItPA Congress) che si è tenuto a Napoli dal 24 al 27 giugno 2014 nella bellissima cornice del centro congressi Federico II. L'ItPA è una fondazione che si propone di creare un network costruttivo tra vari gruppi di ricerca per implementare la competitività a livello internazionale condividendo proprietà e capacità tecniche ed intellettuali. Infatti nel secolo delle scienze -omiche (studio globale di aspetti della scienza) anche lo studio del proteoma, inteso come caratterizzazione delle proteine presenti in un sistema biologico, ha avuto grande risalto. La vastità di campi di applicazione di questa scienza è enorme. Basti pensare che essa spazia dalla caratterizzazione del contenuto in proteine provenienti da campioni biologici (sangue, saliva, biopsie, colture cellulari) a controlli di qualità sul cibo (latte, carne, formaggi). Grazie ai notevoli sviluppi nei campi della fisica applicata, della biologia, della chimica e dell'ingegneria, oggi è possibile analizzare campioni molto complessi dal punto di vista proteico, con tempi e costi ragionevoli. Sono molte le tecnologie che permettono di analizzare le proteine, ma una su tutte ha segnato la nascita della proteomica: la spettrometria di massa. Nata negli anni ‘50 dalle mani di fisici ed ingegneri, è stata per anni lontana dal palcoscenico biologico, fino a circa metà degli anni ‘90. Infatti fu proprio nel 1993 che con l'avvento del MALDI (una particolare tecnologia associata alla spettrometria di massa) venne per la prima volta utilizzato il termine proteoma. Nel laboratorio che mi ospita fin dal mio periodo di internato della laurea triennale, sono state molte le applicazioni scientifiche nell'ambito della proteomica. Una di queste è stata l'oggetto di presentazione di un poster scientifico nell'ambito di tale conferenza dal titolo Functional characterization of carbonic anhydrase IX interactome.

Lo scopo del lavoro presentato è stato quello di caratterizzare dal punto di vista funzionale l'interattoma di una proteina che rappresenta da anni il principale focus del nostro laboratorio di ricerca: l'anidrasi carbonica IX (CA IX). Ancora una volta, salta fuori un nuovo termine -omico: l'interattoma. Sappiamo che in una cellula proveniente da organismi mammiferi sono presenti diverse migliaia di proteine differenti, che "viaggiano" tra i vari compartimenti cellulari e cooperano secondo uno schema ben definito. L'insieme di tutte le interazioni che una proteina può avere con delle altre, è definito interattoma. CA IX è una proteina appartenente ad una grossa famiglia di enzimi che catalizzano la reazione di idratazione dell'anidride carbonica al fine di formare uno ione H⁺ ed uno ione bicarbonato. L'attivazione della proteina è mediata dalla carenza di ossigeno, tipica condizione in cui si trovano le cellule neoplastiche durante lo sviluppo di tumori. Quindi il grande interesse nei confronti di questa proteina deriva in particolar modo dal suo coinvolgimento nelle patologie oncologiche. Infatti molti tipi tumori esprimono una quantità sopra la norma di questa proteina, conferendo (grazie al potere tamponante dello ione bicarbonato) alla cellula tumorale stessa la possibilità di neutralizzare il pH acido derivante dal supermetabolismo, che altrimenti si instaurerebbe nella cellula tumorale. Al fine di trovare un ipotetico riscontro applicativo, abbiamo deciso di caratterizzare tutte le interazioni che è in grado di compiere questa proteina con altre proteine cellulari, in presenza di ridotto apporto di ossigeno. E' noto che CA IX è localizzata sulla membrana cellulare grazie alla presenza nella sua composizione di un’elica idrofobica. Quindi è stato per noi sorprendente trovare tra i suoi interattori, in particolar modo nella condizione di ipossia, una classe di proteine coinvolte nei meccanismi che regolano il trasporto da, e verso, il nucleo. Questa classe di molecole note come importine ed esportine, hanno proprio il compito di gestire in maniera finemente regolata l'ingresso e l'uscita dal compartimento nucleare delle proteina con cui interagiscono. Abbiamo quindi indagato sulla localizzazione cellulare di CA IX mediante esperimenti di immunofluorescenza, che ne hanno rivelato una presenza all'interno dei nuclei e dei nucleoli. Al fine di caratterizzare funzionalmente la presenza non attesa dell'anidrasi carbonica IX nei compartimenti nucleari e nucleolari, abbiamo saggiato la capacità della proteina di legare il DNA nucleolare della cellula. Sappiamo che quest'ultimo è sede della trascrizione di particolari geni (rDNA), da cui derivano filamenti di RNA noti come ribosomiali (rRNA). Tali acidi nucleici sono fondamentali per l'assemblaggio ed il funzionamento dei ribosomi, alla base della traduzione degli mRNA in proteine. Ancora una volta, con nostra sorpresa abbiamo riscontrato che le condizioni normossica ed ipossica regolano il legame di CA IX ai geni sopra descritti. In particolare pare che il legame della proteina al DNA sia favorita dalla presenza di ossigeno, mentre la condizione di ipossia ne medierebbe il distacco. In maniera complementare l'esportina1 (XPO1), uno dei principali interattori di CA IX, sembra legare quest'ultima nella condizione di ipossia, ma meno in quella normossica. Andando infine a valutare come la condizione normossica ed ipossica correlino con la trascrizione dei geni per gli RNA ribosomiali, ne abbiamo trovato un forte calo di espressione nella condizione di ipossia. Tirando le somme di tutti gli esperimenti, sembra esserci una diretta proporzionalità tra legame di CA IX al rDNA, e la trascrizione di quest'ultimo. Quindi è stato ipotizzato un ruolo non canonico di attivatore trascrizionale della anidrasi carbonica IX. Ciò unito all'aumento di formazione del complesso CA IX-XPO1 nella condizione di ipossia, porta ad ipotizzare che l'anidrasi possa fungere da attivatore della trascrizione dei geni ribosomiali nella condizione di normossia, mentre la condizione ipossica ne media il legame all'esportina, con conseguente distacco dal DNA, e spegnimento della trascrizione. Sapendo che la sintesi dei geni ribosomiali può richiedere fino al 60% dell'energia totale di cui dispone una cellula, la nostra scoperta collima perfettamente con i processi biologici di salvaguardia energetica. Infatti essendo l'ipossia una condizione di stress per la cellula, potrebbe darsi che l'esportina sequestri CA IX dal DNA per spegnere la trascrizione genica e convogliare l'energia cellulare ai fenomeni che portano all'adattamento metabolico. In ottica oncologica questa regolazione potrebbe permettere alle cellule tumorali di adattarsi mediante un cambio di metabolismo alla condizione ipossica, con cui sono costrette a confrontarsi. Questa nuova funzione associata alla anidrasi carbonica IX, ancor più sottolinea il potenziale ruolo di bersaglio terapeutico che quest'ultima potrebbe ricoprire nel campo oncologico.

3 giugno 2014

A conclusione del Progetto PON "Biotecnologie a Scuola" gli studenti del Liceo Classico Vittorio Emanuele II hanno presentato i risultati delle loro attività nel teatro del Convitto Nazionale di Napoli. Gli studenti, coordinati dalla Prof.ssa Monica Piedimonte, ed in collaborazione con i Proff. Vincenzo De Simone e Nicola Zambrano, hanno effettuato un test per la valutazione della mutagenicità di sostanze chimiche, il famoso Test di Ames. Oltre ai già citati docenti, alla presentazione hanno attivamente partecipato il Prof. Gennaro Piccialli, già Preside della Facoltà di Scienze Biotecnologiche dell'Università di Napoli Federico II, ed il Dirigente Scolastico del Liceo V. Emanuele, Prof. Carlo Antonelli.

In basso puoi scaricare il file della presentazione.

In questa occasione il Prof. Nicola Zambrano ha tenuto una presentazione dal titolo "Dalla Ricerca di Base alle Biotecnologie: un Esempio Virtuoso". Traendo spunto dal lavoro dei premi Nobel 2002 per la Medicina, Brenner, Sulston e Horvitz nel sistema modello di Caenorhabditis elegans, è stato descritto il meccanismo dell'apoptosi, o morte cellulare programmata, e delle sue alterazioni nelle malattie dell'uomo. L'intervento ha infine delineato come la  conoscenza di questo, e di altri meccanismi molecolari alterati nei tumori, possa essere sfruttato per progettare farmaci biologici innovativi. 

Studenti in Cattedra al DMMBM (Federico II): un'iniziativa all'interno della settimana nazionale unipertutti

di Nicola Zambrano 7 maggio 2014

La settimana dal 12 al 17 maggio diventa un'occasione, per curiosi, studenti, docenti e per i cittadini di “toccare con mano” le quotidiane attività didattiche e scientifiche che si svolgono nelle Università italiane. L'iniziativa nazionale ha il significato di aprire alla popolazione aule e laboratori perché gli Atenei e la cultura che lì si produce e si trasmette sono un patrimonio comune. Numerosi gli appuntamenti in tutta Italia, e presso le strutture didattiche degli Atenei campani (visitate il sito www.unipertutti.it per i dettagli sull'iniziativa, e la sezione calendario del sito per l'elenco delle iniziative).

Nell'Ateneo federiciano il Rettore Marrelli ha chiesto ai suoi Docenti di aprire le porte delle aule. Porte, già solitamente aperte. Mi capita infatti spesso, mentre tengo lezioni agli studenti della Scuola (già Facoltà) di Medicina e Chirurgia della Federico II, di vedere in prossimità degli accessi delle aule persone di varia età, permanere lì a curiosare, indecise tra l'accomodarsi per confondersi tra gli studenti e il rimanere in quel limbo, tra la porta d'ingresso e l'aula, dove la loro presenza si rende particolarmente evidente, e ben tollerata. Al notare questi timidi astanti penso a pazienti curiosi, che in attesa di una visita o di un prelievo si aggirano nei tortuosi percorsi di una struttura in cui Didattica, Ricerca ed Assistenza condividono spazi e pensieri. Ma anche a studenti mancati, o ad attuali professionisti incuriositi da un calarsi, seppur breve, in un passato di universitari. A volte vicino, a volte lontano, ma sempre vivo e presente. E allora, spesso mi capita di adattarmi a queste insolite e gradite presenze, aggiustando il tiro del discorso, modulando esempi e vocabolario in funzione di chi, anche se per pochi minuti, vuole curiosare tra i meandri della Biologia e della Biomedicina. E spesso funziona, perché il tempo della loro presenza, volutamente o meno discreta, si allunga. La mia innata timidezza non mi fa andare oltre.

L'occasione offerta nell'arco di questa settimana, fornirà ai tanti “curiosi” di cultura la possibilità di superare l'imbarazzo di chi è normalmente indeciso tra il permanere tra la porta e l'aula e l'accomodarsi, tra il semplice curiosare e il desiderio di ascoltare la trattazione di un argomento a caso, che può comunque arricchire di un piccolo quanto di cultura la propria curiosità intellettuale. La differenza, tra quello che quotidianamente si verifica nelle Scuole di Medicina e Chirurgia in particolare, perché naturalmente aperte al pubblico, e l'offerta che si propone durante questa settimana, è quindi sottile, ma pur sempre un'occasione. Una ghiotta opportunità di scegliere, tra tanti, l'argomento che maggiormente si adatta alla propria voglia di cultura biomedica.

Ed allora, per superare una eventuale soglia di imbarazzo, o di indecisione, io ed i miei colleghi del Dipartimento di Medicina Molecolare e Biotecnologie Mediche (DMMBM), impegnati nella didattica della Biologia Molecolare e Cellulare per i futuri medici (oggi studenti del I anno del Corso di Studi in Medicina e Chirurgia) abbiamo deciso di avvicinare maggiormente i timidi, e di stimolare ancor più i curiosi, a partecipare agli eventi offerti nella settimana di unipertutti. Quelle che infatti fanno capo alla nostra iniziativa saranno “lezioni”, insolite per i più, tenute da Studenti in cattedra, per l’appunto. Normalmente, e parallelamente alle attività didattiche “frontali”, i nostri Studenti approfondiscono argomenti tratti dalla letteratura scientifica esemplare, o argomenti tematici, quindi li presentano a loro colleghi, a giovani ricercatori in formazione e a docenti. Ad armi pari. Si tratta di attività didattiche a piccoli gruppi, interattive (ADI) o elettive (ADE), utili per stimolare nei giovani discenti senso critico, capacità espositiva e proprietà di linguaggio scientifico.

Le già programmate presentazioni di queste attività sono per caso cadute nella settimana di unipertutti. Ci è semplicemente sembrata una logica opportunità quella di renderle fruibili ai curiosi di qualsiasi età, e le diverse presentazioni sono ora in programma tra gli eventi della settimana 12-17 maggio. Non vi spaventate per i titoli delle diverse lezioni: i toni delle presentazioni, seppur nel rigore scientifico, saranno assolutamente divulgativi. I nostri ragazzi hanno raccolto la sfida.

L'articolo è anche disponibile sul sito del Dipartimento di Medicina Molecolare e Biotecnologie Mediche dell'Università di Napoli Federico II, e sulla rivista online 100 News. 

Diagnosi precoce di malattie metaboliche ereditarie

di Margherita Ruoppolo

Vengono definite “malattie rare”, ma nel loro insieme le malattie metaboliche tanto rare non sono: si tratta di un numero elevato di patologie ereditarie caratterizzate da difetti genetici che interferiscono sul normale funzionamento dei meccanismi metabolici e biochimici nell’ uomo.

Quando si sospetta una malattia metabolica ereditaria è fondamentale formulare in tempi rapidi una diagnosi ed iniziare con un trattamento specifico: infatti, anche se non completamente guaribili, tali disordini sono curabili con farmaci e diete, purché la diagnosi venga fatta precocemente, nei primi giorni di vita. L’identificazione precoce delle malattie metaboliche ereditarie è oggi possibile grazie a sofisticate apparecchiature analitiche di nuova generazione (spettrometro di massa tandem, nel caso di specie) che garantiscono analisi ad elevatissima sensibilità e rapidità nell’acquisizione dei dati. È possibile infatti eseguire un test che viene effettuato nei nuovi nati entro le prime 72 ore di vita e che consente di identificare contemporaneamente circa 40 patologie dovute a difetti nel metabolismo degli acidi organici, della beta-ossidazione degli acidi grassi, degli aminoacidi e del ciclo dell’urea.

Lo screening neonatale consiste nel prelievo di alcune gocce di sangue del neonato che vengono fatte adsorbire su speciali cartoncini assorbenti. Su queste gocce, attraverso l’utilizzo della spettrometria di massa tandem, vengono esaminati gli analiti le cui alterazioni sono direttamente riferibili ad una malattia metabolica.

Il neonato affetto da una malattia metabolica ereditaria non appare chiaramente malato alla nascita. I sintomi, che possono presentarsi già nei primi giorni di vita, si manifestano in forma acuta durante il primo anno di vita. Tuttavia, sono stati descritti casi con insorgenza più tardiva anche in età adulta. La malattia non adeguatamente trattata può portare complicanze a carico di vari organi e apparati (Sistema Nervoso Centrale, cuore, fegato, reni, occhi, cute ecc.) fino ad arrivare talvolta a morte improvvisa (ad esempio la “morte in culla”). La capacità di identificare precocemente i neonati affetti prima dell’insorgenza dei sintomi, può migliorare la prognosi a lungo termine e consentire una vita pressoché normale.

Lo screening neonatale esteso viene attualmente eseguito in Italia in Toscana, Liguria, Emilia Romagna su tutti i neonati di queste regioni. Progetti pilota sono condotti in altre regioni tra cui la Campania. In questa ultima regione il CEINGE Biotecnologie Avanzate di Napoli, riconosciuto Centro di Riferimento per la Regione Campania per la Diagnostica delle Malattie Congenite del Metabolismo. Ha iniziato nel 2007 un progetto pilota di screening neonatale con alcuni centri nascita regionale. Dal 2007 ad oggi sono stati sottoposti a screening 40.000 neonati e sono state eseguite 15 diagnosi di malattie metaboliche ereditarie. Tre di questi neonati hanno manifestato un deficit di acil-CoA deidrogenasi a media catena (MCAD), una proteina che riveste un ruolo cruciale nel metabolismo degli acidi grassi a catena media e il cui deficit, se non diagnosticato tempestivamente – è associato alla sindrome della morte improvvisa del lattante (SISD). La diagnosi precoce di MCAD ha permesso immediatamente di sottoporre i neonati a terapie e a diete appropriate, permettendo un adeguato trattamento prima dell’instaurarsi di danni irreversibili sui vari organi.

5 marzo 2014

Il nostro amico e simpatizzante, Romolo Maiello, appassionato ed Istruttore di vela presso la Sezione di Napoli della Lega Navale Italiana, da anni cura ed amplia l'edizione dei suoi appunti di vela, arricchiti dai disegni di Ermelinda Paparone. "Svelando", il titolo della raccolta, racchiude il vero significato dell'andar per mare, e dell'andarci a vela. La navigazione a vela è frutto di sapere e di esperienza. E di trasmissione, di dritte e di conoscenza. Quindi,  cultura nel senso più stretto del termine, da diffondere per il suo, ed il nostro arricchimento. Infine, una cultura che ci appartiene. Perché cultura e mare uniscono. La Storia di Napoli ce lo insegna. 

E di diritto questi appunti sono pubblicati nella nostra Rubrica Scientifica; tra un articolo ed un altro, un passaggio a vela nel Golfo ci riconcilia col mondo.

Il numero 0 della rivista 100 news, del 9 dicembre 2013, esce con i contributi dei Soci Nicola Zambrano (Modelli animali in Biomedicina, pag. 27) e Francesco Manfredi / Michele Saviano (Bioetica e modernità, pag. 41). Siamo felici di aver contribuito a questa bella iniziativa, nuovi contributi seguiranno, stay tuned!

Figura 1. La terapia genica come strumento di cell engineering. Un semplice esperimento di trasfezione rappresenta un ottimo punto di partenza per la comprensione della terapia genica. L’obiettivo è proprioquello di donare alle cellule nuove funzioni consegnando copie di geni. Ad esempio, immaginiamo di voler rendere una cellula capace di produrre la green fluorescent protein (GFP); dovremmo quindi consegnarle del materiale genetico contenente una copia del gene codificante per la GFP (a). In tal caso, possiamo avvalerci di vettori non virali, come le micro-vescicole lipidiche, o di sistemi virali, come gli adenovirus (b). Una volta ricevuto il transgene, la cellula sarà in grado di leggere l’informazione genetica e produrre la proteina corrispondente, nel nostro caso la GFP, rendendo così la cellula fluorescente (c). 

25.XI.2013

La riflessione bioetica contemporanea si è configurata e va configurandosi all'interno di uno specifico orizzonte storico-culturale che, nelle parole del grande bioeticista americano Engelhardt, appare «caratterizzato da accentuato scetticismo, dalla confusione legata al tramonto di certe credenze e al persistere di altre, dal pluralismo delle visioni morali e dalla presenza di sfide che non possono essere disattese». A questo pluralismo delle visioni morali corrisponde un più ampio e articolato pluralismo delle visioni del mondo, delle weltanschhauung, che conferisce all'attuale stadio della modernità un livello altissimo di complessità. Pluralismo e complessità hanno, in realtà, aperto le porte ai paradossi di una nuovissima fase della modernità caratterizzata da un ossimoro concreto che si definisce nello spazio reale che unisce globalizzazione e individualizzazione.

L’irrompere sullo scenario della storia di una modernità altra rispetto a quella descritta nei modelli analitici tradizionali, le coordinate che ne definiscono struttura e dinamiche, i meccanismi e le categorie che compongono lo scenario dell'attuale contesto sociale, diventano presupposti imprescindibili dell'analisi bioetica. Nel processo di disarticolazione delle tradizionali narrazioni storiche e filosofiche si è chiarito il carattere polisemico dell'idea di modernità: in particolare si è chiarito il senso di un pluralismo che ha assunto una sua conformazione sociale specifica, cancellando per manifesta obsolescenza alcuni dei confini categoriali della modernità stessa e riscrivendo le trame della contemporaneità sulla base di un’inedita grammatica socio-antropologica. La polisemia sociale moderna è una dimensione ampia e tortuosa, senza contorni e priva di centri: le categorie che permettono di definirla amplificano il significato stesso di pluralità accentuandone la portata in termini dinamici, di movimento e dunque di incertezza.

La modernità nel suo stadio avanzato ha trovato una delle sue definizioni più efficaci nella metafora della «fluidità» utilizzata da Bauman, secondo il quale le strutture attraverso cui si configura la modernità «non mantengono di norma una forma propria. I fluidi, per così dire, non fissano lo spazio e non legano il tempo; (…) i fluidi non conservano mai a lungo la propria forma e sono sempre pronti (e inclini) a cambiarla». Fluidità e liquidità, come caratteri strutturali permanenti dell’universo moderno, impongono una riscrittura della geografia del paesaggio socio-culturale: la rielaborazione di ciò che possiamo definire tradizione, nella sua accezione più ampia di «diritti e obblighi consuetudinari», si carica di una rilevanza sostanziale. La transizione verso forma di modernità liquida si compie pienamente nel passaggio ad un'instabilità radicale dei riferimenti che, in tal senso, definisce la cifra stessa del moderno; Bauman afferma che «una società può essere definita liquido-moderna se la situazioni in cui agiscono gli uomini si modificano prima che i loro modi di agire riescano a consolidarsi in abitudini e procedure»: in altre parole, la modernità liquida produce una società destabilizzata in cui gli individui incessantemente rincorrono il cambiamento in una dinamica di «nuovi inizi» per cui modelli, riferimenti, visioni del mondo si susseguono senza sosta e senza meta. A poco vale l’appello ad una presunta tradizione perduta, dal momento che essa mostra tutti i suoi limiti nel tentativo di guidare l'azione giornaliera in un contesto che rifugge spiegazioni e narrazioni precostituite. La modernità a cui si riferiva la teoria critica della Scuola di Francoforte - non così distante cronologicamente e filosoficamente dalla nostra attualità - era caratterizzata da categorie solide, dalle strutture spazialmente definite e da modelli pesanti capaci di rappresentare riferimenti concreti e stabili per la vita individuale e collettiva; la società in quell'orizzonte aveva ancora le fattezze di un corpus unitario, seppur variabile e articolato. Il punto di svolta è rintracciabile nel crollo e nel declino dell'«illusione protomoderna» di un telos a cui avrebbe condotto il progresso e l'assenza di un telos apre la strada a quel processo di frantumazione che il pluralismo attuale declina nei termini di isolamento e privatizzazione delle dinamiche relazionali.

La modernità liquida è, quindi, l'orizzonte, criptico e palese, della globalizzazione, lo spazio della rete, dell'interconnessione planetaria, che ridefinisce i confini spazio-temporali. In tal modo il paradosso dialettico, tra globale ed individuale, si chiarisce nell'effetto che l'oltrepassamento dei confini territoriali e degli ordinamenti regolativi produce sulla sorte individuale, un destino che proietta l'individuo verso un progetto di cui nessuno conosce le finalità, se non l'individuo stesso nella percezione temporale del suo stesso progetto autoreferenziale. In questo complesso e polisemico orizzonte, a partire da questi mutamenti categoriali e secondo logiche globalmente ed individualmente ridefinite, l'individuo abita questa modernità liquida cercando di costruire progetti esistenziali capaci di tenerlo a galla nel flusso della vita.

La vita allo stato liquido non cancella la necessità strutturale di coesistere e di costruire sistemi di relazioni con altri individui secondo regole di coabitazione fondate su una grammatica minima dell'interazione. Il paesaggio sociale, descritto con chiarezza, nella metafora della fluidità moderna, contiene in sé aspetti specifici da cui il discorso bioetico - in qualsiasi direzione intenda muoversi e a qualunque interrogativo intenda rispondere - non può prescindere. L'incontro tra individui nella nuova società liquida rimane pur sempre un incontro e conserva le modalità di un processo di inter-azione i cui i protagonisti individuali non smettono di essere ciò che antropologicamente e socialmente sono nella tensione realizzativa dei propri progetti esistenziali. Una riflessione bioetica che punti a dirimere questioni riguardanti alcune delle dimensioni più problematiche e peculiari della vita umana, quali il nascere, il morire, la salute e la malattia, in contesti profondamente medicalizzati, è chiamata ad uno sforzo ermeneutico finalizzato alla comprensione complessiva delle diverse sfaccettature contestuali ed all'elaborazione di modelli, più o meno variabili e funzionali, capaci di articolarsi lungo gli assi direzionali dei nuovi assetti contestuali, evitando incaute forzature o impropri riadattamenti.

22.XI.2013

La Ricerca biomedica si basa su modelli di studio ed analisi, semplici e complessi. Ciascuna tipologia di ricerca richiede specifici modelli, perché ciascuno di essi possiede delle peculiarità. L'articolo che segue fa una panoramica di alcuni modelli sperimentali utilizzati nella ricerca scientifica, e mette in rilievo alcuni aspetti della recente legislazione in materia di sperimentazione animale, che pongono i Ricercatori italiani in una condizione di svantaggio rispetto ai Ricercatori stranieri. La Ricerca italiana, già bistrattata, deve invece recuperare competitività.

Figura 1. Il cartoon è stato realizzato da un gruppo di studenti di Medicina e Chirurgia del I anno nell’a.a. 2006-2007 (Università di Napoli Federico II), e testimonia la sensibilità dei giovani studenti nei confronti di modelli sperimentali, come quello di C. elegans, che è stato determinante per comprendere alcuni meccanismi biologici fondamentali e di interesse medico, come l’apoptosi.

Figura 2. Il topo è un modello di studio universalmente riconosciuto e fondamentale sia per la ricerca di base, che per la ricerca applicata alla generazione di nuovi farmaci. I progetti che prevedono sperimentazione animale sono valutati da comitati etici locali e dal Ministero della Salute in merito alla possibilità di utilizzare sistemi alternativi, ed al numero di animali da impiegare. Tutti i protocolli sperimentali approvati, inoltre, garantiscono che le manipolazioni ed i sacrifici degli animali avvengano senza indurre sofferenze. I topi e gli altri animali sono allevati in condizioni che garantiscono il benessere animale, tutelato da severe norme, da continuo monitoraggio veterinario e verifiche ispettive. 

6 novembre 2013

La dott.ssa Imma Andolfo, Specialista in Genetica Medica e giovane Ricercatrice presso il CEINGE di Napoli, ci invia questo interessante contributo divulgativo sulla deformabilità del globulo rosso. In Biologia, e non solo, ad una forma corrisponde (almeno) una funzione. Nel caso degli eritrociti, essi possiedono la caratteristica forma a disco biconcavo per poter trasportare con efficienza l'ossigeno legato all'emoglobina. Quando la struttura dell'emoglobina, e quindi la forma dell'eritrocita si altera, ad esempio per mutazioni nel gene della globina beta (responsabili dell'anemia falciforme), il trasporto dell'ossigeno non è efficiente. Come descritto nel testo della dott.ssa Andolfo, un ulteriore esempio di come ad alterata forma degli eritrociti corrisponda una alterata funzione, responsabile di una rara forma di anemia, è fornito da mutazioni del gene PIEZO1.

Su questo sito ci eravamo già interessati di questi importanti studi di Genetica Umana nel campo delle Anemie Ereditarie, condotti nel gruppo di ricerca del Prof. Achille Iolascon (vai alla Sezione News).

La deformabilità delle cellule

Le cellule del nostro organismo, in base alla loro funzione, possiedono una diversa capacità di deformarsi. Ad esempio, i globuli rossi (eritrociti), nel nostro sistema circolatorio sono in grado di attraversare capillari del calibro di circa 5µm, di poco inferiore al diametro del singolo eritrocita (6-8µm). Affinché i globuli rossi possano deformarsi e riuscire a passare attraverso i capillari, il loro volume cellulare deve essere strettamente controllato attraverso la regolazione della concentrazione ionica al loro interno, vale a dire, tramite la regolazione del numero di ioni che entra o esce dalla cellula stessa. Una recentissima pubblicazione (Andolfo et al., 2013) del gruppo del Prof. Achille Iolascon, Professore Ordinario di Genetica Medica dell’Università degli Studi di Napoli “Federico II”, e Group Leader al CEINGE di Napoli rappresenta un punto essenziale per una comprensione più approfondita del meccanismo che permette sia ai globuli rossi che a tutte le altre cellule dell’organismo di deformarsi. La scoperta, pubblicata sulla rivista internazionale Blood e commentata dal Professore Narla Mohandas, Direttore del Centro del Sangue di New York (To shrink or not to shrink), riguarda il gene PIEZO1 che, quando mutato, causa la stomatocitosi ereditaria, una anemia emolitica (rottura precoce dei globuli rossi nella milza e quindi diminuzione del loro numero e conseguentemente dell’emoglobina da essi trasportata), caratterizzata da alterazioni della forma del globulo rosso, in particolare aumento del volume cellulare. PIEZO1 è un trasportatore espresso sulla membrana cellulare, che funziona da canale ionico trasportando ioni essenziali per la vita della cellula ed in particolare, per la forma e la deformabilità del globulo rosso.

Questa scoperta apre la strada allo studio della regolazione del volume cellulare, non solo del globulo rosso, ma anche di tutte le altre cellule del nostro organismo: anche nei tumori, ad esempio, le cellule alterate acquisiscono nuove capacità di deformarsi per raggiungere nuovi siti dove formare metastasi. Questo lavoro è uno degli esempi di come la ricerca sulle malattie rare possa essere utile per aprire la strada alla conoscenza di meccanismi comuni nell’ambito di diverse patologie umane.

Immacolata Andolfo

5 Novembre 2013

Riceviamo da Veronica Bignone, la giovane studentessa vincitrice del contributo della nostra Associazione, un breve articolo sui microRNA e sull'approccio sperimentale seguito dal gruppo di ricerca di cui fa parte, diretto dalla Prof.ssa Condorelli del Dipartimento di Medicina Molecolare e Biotecnologie Mediche, Università di Napoli Federico II.

MicroRNA: strumenti terapeutici nella lotta contro il cancro

Ciò di cui il nostro laboratorio si occupa è quasi sicuramente uno dei temi più discussi e più affrontati negli ultimi decenni. La scoperta e l’identificazione di RNA non codificanti e lo sforzo fatto sinora per cercare di comprenderne appieno un loro possibile ruolo in campo oncologico risultano da sempre una vera e propria sfida terapeutica.

La linea di ricerca da noi sviluppata e portata avanti con determinazione ci ha condotti tutti insieme in un’unica direzione: lo studio selettivo di una categoria specifica di RNAs non codificanti, i microRNAs. Divenuti un perno fondamentale per tutti i nostri studi, abbiamo tentato di caratterizzarne ogni aspetto funzionale e potenzialmente terapeutico nei tre diversi tipi di cancro da noi analizzati: il carcinoma polmonare a grandi cellule (NSCLC), il tumore al seno e il glioblastoma.

A tal proposito volendo definire logisticamente il nostro modo di lavorare, potremmo dire di aver fatto uso di un sistema a raggiera. Concentrati tutti intorno allo studio del ruolo dei microRNAs nel cancro, abbiamo pensato di dividere il nostro team in tre diverse subunità di ricerca e lo abbiamo fatto per due motivi fondamentali: per affrontare singolarmente, caso per caso, il ruolo di queste molecole negli eventi di alterazione cellulare associati ad un preciso modello tumorale e poi estendere queste conoscenze, da noi dedotte, in maniera globale, perché intrecciandole potessimo risalire ad un’unica, seppur talvolta semplicistica e poco soddisfacente, conclusione.

La cooperazione interdisciplinare e il continuo confronto, persino in un piccolo ambiente di laboratorio come il nostro, è divenuto il nostro punto di forza ed uno strumento efficace per direzionare qualsiasi esperimento mirato alla comprensione di un meccanismo molecolare .

Da un punto di vista pratico tentiamo tuttora di affrontare tematiche che presentano non poche problematiche e punti sia ostici che contradditori agli occhi della comunità scientifica: i meccanismi che governano la resistenza di una cellula tumorale ad un chemioterapico, la possibilità di antagonizzare la persistente componente staminale di un tessuto canceroso, l’espressione di molecole determinanti l’attivazione di alcuni pathways atti alla produzione di “sfere” (reversione morfologica del normale processo di differenziamento di una cellula per divenire staminale), il ruolo delle interazioni esistenti all’interno di uno stroma tumorale tra cellule che con la secrezione di fattori e microvescicole conducono ad eventi metastatici e proliferativi incontrollati.

Ecco che abbiamo,innanzitutto, cercato di analizzare il ruolo di questi RNAs non codificanti nelle cellule staminali cancerose (CSC). Mediante analisi di microArray abbiamo identificato nelle cellule staminali del tumore al seno miRs che specificamente fossero coinvolti nel processo di tumorigenesi di una cellula, e ci siamo focalizzati sulla funzione di uno di essi. Inoltre, sempre nell’ambito del tumore al seno, abbiamo identificato diversi miRs overespressi nelle particelle vescicolari definite “esosomi” rilasciate dai CAFs (fibroblasti associati a cancro) all’interno dello stroma tumorale e stiamo investigando sul possibile meccanismo attraverso cui tali miRs vengano trasferiti dai CAFs alle cellule tumorali (componente epiteliale dello stroma), poiché con quasi “totale sicurezza” contribuiscono alla diffusione del processo carcinogenico. Di qui il nostro interesse anche verso il ruolo che un microambiente tumorale, e quindi tutte le componenti cellulari e molecolari che ne fanno parte, possiede nel caratterizzare l’aggressività della patologia tumorale.

Utilizzando lo stesso approccio, abbiamo identificato e definito un set di miRs la cui espressione risulta alterata in maniera consistente nel tumore del glioblastoma, e tali risultati sono stati analizzati sia in pazienti che presentassero un basso profilo di sopravvivenza (da noi definiti short survival patients) sia in pazienti con un livello medio più alto di sopravvivenza (long survival patients). La comparazione dei risultati ottenuti ci permette poi di stabilire in alcuni casi una correlazione tra la sopravvivenza del soggetto e l’espressione del miR a livello del tessuto interessato dall’alterazione molecolare: un futuro indice diagnostico di rilevazione dati per stabilire la prognosi e il decorso di una malattia. Pertanto abbiamo dedotto che questi microRNAs giocano un ruolo importante nella regolazione del meccanismo di proliferazione cellulare e nella formazione delle cellule staminali cancerose.

Persino nel carcinoma polmonare a grandi cellule (NSCLC) siamo riusciti nell’identificazione di due miRs coinvolti però nella soppressione del tumore, capaci di inibire la crescita cellulare incontrollata. Da qui, come deducibile dalle altre linee di ricerca riportate sopra, saranno avanzati studi mirati all’utilizzo di queste molecole come strumento terapeutico che sia capace di contrastare i principali processi responsabili della tumorigenesi.

Con questa stessa finalità portiamo avanti un progetto che da un paio d’anni ci tiene costantemente impegnati, e cioè l’utilizzo di piccole molecole di acido nucleico che possiedono un’elevata e ben definita organizzazione strutturale definite “aptameri”. È stato dimostrato ampiamente che tali molecole possono essere utilizzate come strumenti identificativi per la rilevazione di proteine della superficie cellulare che risultano overespresse nelle cellule tumorali. A tal proposito, abbiamo adottato un sistema di selezione in vitro per gli aptameri, noto come Selex, con lo scopo di identificarne alcuni che potessero risultare altamente specifici e fungere da ligandi per determinati recettori cellulari, espressi sulle cellule staminali del tumore al seno e del glioblastoma. L’internalizzazione “guidata”, di tali aptameri, nelle CSCs è divenuto il nostro obiettivo principale. Con l’intento di far convergere i due obiettivi, l’analisi mirata di specifici aptmeri da un lato e il loro utilizzo come ligandi per il riconoscimento specifico da parte di recettori di superficie cellulare dall’altro, abbiamo generato molecole bifunzionali, le chimere, che consistono di un aptamero precedentemente selezionato per una specifica cellula tumorale e di un miR oncosoppressore (cioè di un anti-miR) ad esso coniugato. Questo approccio sperimentale risulterà essere utile per lo sviluppo di una nuova strategia nella terapia contro il cancro e per una maggiore comprensione dei meccanismi tumorali.

Veronica Bignone

Oggi, 21 giugno 2013, al CEINGE Biotecnologie Avanzate di Napoli si sono tenuti due eccellenti seminari scientifici, da parte di famosissimi Ricercatori italiani, i Proff. Pier Giuseppe Pelicci e Carlo Croce. Entrambi i ricercatori operano da sempre nel campo dell’Oncologia Molecolare, e sono noti in tutto il mondo per le loro ricerche fondamentali sulla biologia dei tumori. Il Prof. Pelicci è attualmente co-Direttore Scientifico dell’Istituto Europeo di Oncologia di Milano; il Prof. Croce è invece un ricercatore italiano che da tanti anni svolge la sua attività negli Stati Uniti, ed attualmente lavora a Columbus, presso l’Ohio State University. I relatori sono stati invitati e presentati dal Prof. Franco Salvatore, Presidente del CEINGE.

Pelicci deve la sua iniziale notorietà negli ambienti scientifici internazionali per la scoperta e la caratterizzazione di Shc, “l’oncogene italiano” (gli oncogeni sono normali geni cellulari, frequentemente attivati nei tumori); le ricerche più recenti di Pelicci riguardano oggi le cancer stem cells, ovvero le cellule staminali che concorrono alla generazione ed al mantenimento dei tumori. Queste ricerche sono importantissime, perché contribuiscono alla conoscenza del “serbatoio” cellulare che fornisce continuamente nuove cellule alla massa tumorale, man mano che questa si sviluppa. Dalla conoscenza delle caratteristiche del compartimento staminale dei tumori potranno essere progettati farmaci in grado di colpire questo circuito di continua alimentazione ed “immortalità” del tumore.

Il Prof. Croce ha invece incentrato il suo intervento sulla scoperta e sulla caratterizzazione dei geni deimicro-RNA, che partecipano attivamente ai meccanismi dello sviluppo di un tumore, sia come oncogeni (vedi sopra) che come oncosoppressori (geni che normalmente evitano la trasformazione in cellule tumorali delle cellule normali ma che, se inattivati, favoriscono l’insorgenza e la crescita di tutte le forme di cancro). Oltre ai suoi contributi originali in questo campo della ricerca oncologica, Croce è noto alla comunità scientifica internazionale per aver identificato meccanismi genetici e molecolari in svariate forme di leucemie e linfomi, come ad esempio la caratterizzazione del linfoma di Burkitt e la scoperta dell’oncogene bcl-2.

Quella di oggi è stata una grande giornata per la ricerca napoletana, e per il CEINGE, in particolare, in quanto i seminari hanno visto la partecipazione di numerosissimi studenti, dottorandi, e ricercatori, provenienti dai numerosi istituti di ricerca campani. accademici e non.

DiSciMuS non ha perso l’occasione di partecipare a questo evento, attraverso suoi Soci e simpatizzanti. Lamission di DiSciMuS è infatti quella di fare divulgazione scientifica, e i suoi recenti interventi alla lectio del Prof. Rodotà dello scorso 7 giugno (si veda articolo in basso) ed ai seminari scientifici di oggi testimonia la valenza multidisciplinare delle sue attività associative. Siamo a disposizione per eventuali richieste di approfondimento su questi temi, non avete che da contattarci!

Nicola Zambrano

Il 7 giugno scorso, il prof. Stefano Rodotà, reduce dalle elezioni per la presidenza della Repubblica, ha partecipato - come ogni anno, da ormai circa dieci anni - al Convegno Volti della dignità. Riflessioni interdisciplinari, organizzato all'interno del Seminario permanente Etica bioetica cittadinanza della prof. ssa Emilia D'Antuono (Filosofia morale, Dipartimento di Scienze sociali Federico II). DiSciMuS era presente all'evento, nella persona del suo Vice-Presidente, Prof. Francesco Manfredi, che ci riporta impressioni ed alcuni spunti emersi durante la Discussione.

A conclusione dell'intensa Lectio, nella quale sono emerse le criticità giuridiche insite nei meccanismi di tutela della dignità umana e le potenzialità che il diritto stesso possiede in vista di una continua riscrittura dei margini applicativi della dignità come categoria giuridica, sono state rivolte al prof. Rodotà alcune domande. Di seguito riportiamo le più significative:

Il tema della democrazia s’intreccia sicuramente con il tema della dignità, tanto più nell’epoca della tensione massima delle ragioni apparentemente neutre dell’economia e dei diritti. Non a caso nel dibattito sulla individuazione delle ragioni della crisi si mette l’accento sul debito pubblico colpevolizzando la spesa sociale e quindi attaccando i diritti sociali, omettendo le responsabilità della finanza globale, del capitalismo finanziario globalizzato (…). Come commenta questa situazione?

Non c’è dubbio che in questo momento la democrazia soffra molto. Quando ci troviamo di fronte ad espressioni come “i mercati decidono”, queste non sono solo delle metafore, bensì dei dati di realtà, per cui il potere di decisione autonomo, diciamo degli stati, ma in realtà dei popoli, si riduce molto e quindi c’è un problema di democrazia sicuramente aperto. Dal punto di vista strettamente finanziario io non sono in grado di dare risposte; (…) è stato prodotto un documento sui diritti fondamentali della crisi (…) che hanno ricevuto significative riduzioni (…). Stiamo assistendo ad un grave fenomeno di decostituzionalizzazione che fa si che la società non possa più riconoscersi. Questi anni sono stati devastanti (…); le promesse fatte nel 2007 e nel 2008 (…) non sono state onorate assolutamente (…).

Nel suo testo, Il Diritto di avere diritti, lei individua nuovi spazi di vulnerabilità sociale prodotti dall’incremento della libertà digitale. Lei ritiene che per questi spazi sia possibile garantire una tutela giuridica esaustiva?

Il rapporto uomo-macchina è una cosa molto complicata, che si complica sempre di più (…) Farò qualche esempio (…) due sentenze della Corte Costituzionale Tedesca (… ) una di fronte ad una legge che diceva che la polizia può perquisire i computer delle persone senza autorizzazione. La Corte Costituzionale non si è opposta a questa legge facendo riferimento alla violazione del diritto alla riservatezza della persona e alla libertà di comunicazione; bensì si è opposta a questa legge dicendo qualcosa di molto più impegnativo: ha detto, infatti, che esiste un diritto alla riservatezza dell’apparato tecnologico di cui io mi servo, ovvero ha trasferito un diritto che attiene alla persona umana alla macchina (…) sostenendo che la macchina è titolare dello stesso diritto alla riservatezza che ha la persona (…) per cui il mondo delle macchine ed il mondo delle persone sono unificate intorno a diritti fondamentali. Questo è un primo esempio di come ci sono tentativi da parte del diritto in questa direzione.

La seconda sentenza a cui voglio fare riferimento riguarda la legge sulla sicurezza aerea. Ci si riferisce al dopo 11 settembre: in previsione che lo stato potesse abbattere un aereo quando c’era il sospetto che questo potesse essere utilizzato per commettere un attentato. A tal proposito, la Corte Costituzionale Tedesca ha considerato tale legge incostituzionale, sostenendo che mai si possono considerare le persone come oggetti, come “parte della macchina”, e poi ha usato, kantianamente, l’idea che non si possono usare le persone mai soltanto come dei mezzi ma sempre come dei fini in sé. La dignità della persona significa non ridurla a macchina. Nella macchina ci sono persone e se anche ce ne è una sola, l’aereo non potrà mai essere abbattuto.

Francesco Manfredi, 7 giugno 2013