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PRIMI AL MONDO, A TORINO I CARDIOLOGI SFRUTTANO L’INTELLIGENZA ARTIFICIALE PER DEFINIRE LA STRATEGIA DOPO L’INFARTO

 

Pubblicato sulla rivista The Lancet uno studio della Cardiologia universitaria della Città della Salute, svolto con i ricercatori di UniTo e PoliTo, per la creazione di un nuovo sistema di classificazione del rischio di eventi futuri nei pazienti dopo un infarto. Una tecnica che determinerà una vera rivoluzione e ridurrà statisticamente la possibilità di una non corretta diagnosi. Questo risultato rafforza la scelta di Torino come sede dell’Istituto Italiano di Intelligenza Artificiale

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Immagine di Jan Alexander

Straordinario risultato di una ricerca coordinata dalla Cardiologia universitaria dell’ospedale Molinette della Città della Salute di Torino (diretta dal professor Gaetano Maria De Ferrari), assieme al Dipartimento di Informatica dell’Università di Torino ed a quello di Meccanica e Aerospaziale del Politecnico di Torino. Gli autori hanno utilizzato quell’approccio dell’Intelligenza Artificiale chiamato Machine Learning o di apprendimento automatico, secondo il quale i computer imparano progressivamente dai dati che vengono loro forniti migliorando sempre più le loro capacità predittive ed individuando correlazioni. In questo caso, il risultato è stato la creazione di un nuovo sistema di classificazione del rischio di eventi futuri nei pazienti dopo un infarto. La assoluta novità e la grande efficacia di questo nuovo approccio sono valse alla ricerca la pubblicazione, oggi 15 gennaio, sulla rivista di medicina più blasonata al mondo, The Lancet.

I pazienti con infarto miocardico acuto – spiega il dottor Fabrizio D’Ascenzo, coordinatore dello studio – sono ad altissimo rischio nei primi due anni sia di una recidiva di infarto sia di sanguinamenti maggiori legati ai farmaci che mantengono il sangue ‘più fluido’, come la cardioaspirina. La decisione sulla terapia migliore deve bilanciare questi due rischi, cosa che il cardiologo fa basandosi sulla propria esperienza e sul suo intuito clinico, aiutato da dei punteggi di rischioTuttavia questi punteggi sono poco precisi e pertanto di modesto aiuto anche per un cardiologo esperto. Abbiamo perciò cercato di migliorare la situazione utilizzando dati clinici riguardanti 23.000 pazienti, molti dei quali raccolti in Piemonte, che hanno fornito la massa critica di informazioni per la nostra ricerca”.

Collaboriamo da anni con la Cardiologia universitaria delle Molinette, studiando le relazioni esistenti tra i flussi sanguigni e le patologie che interessano le arterie – dicono i professori Umberto Morbiducci e Marco Deriu del Gruppo di Biomeccanica Computazionale del Politecnico – e come Bioingegneri siamo entusiasti di avere esteso la collaborazione a questo nuovo settore, estremamente promettente”.

L’analisi dei dati con questa tecnica basata sull’Intelligenza Artificiale si differenzia nettamente dall’approccio usato finora, basato sull’analisi statistica tradizionale. In alcuni settori questa nuova tecnica determinerà una vera rivoluzione.

I dati – spiega Marco Aldinucci, docente di Informatica di UniTo – sono stati analizzati con algoritmi di Machine Learning che usano pertanto metodi matematico-computazionali per apprendere informazioni direttamente dai dati, senza il bisogno di conoscere nulla a priori sulle possibili relazioni tra i dati stessi”.

La differenza trovata tra l’approccio precedente basato sull’analisi statistica tradizionale e questo, basato sull’Intelligenza Artificiale, è stata davvero importante. Mentre la precisione dei migliori punteggi disponibili per identificare la possibilità di un evento come un nuovo infarto o un sanguinamento si aggira intorno al 70%, la precisione di questo nuovo punteggio di rischio si avvicina al 90%, riducendo statisticamente la possibilità di una non corretta diagnosi da tre a un solo paziente su dieci analizzati.

 

Siamo entusiasti di questi risultati – afferma il professor Gaetano Maria De Ferrari – per tre motiviPrimo, possiamo ora curare meglio i nostri pazienti, aggiungendo alla nostra esperienza clinica delle stime davvero precise del rischio cui vanno incontro, confermando il ruolo centrale della Cardiologia universitaria di Torino nella ricerca volta a creare benefici per i pazienti. Secondo, lo studio è una dimostrazione fortissima delle possibilità dell’Intelligenza Artificiale in medicina e in cardiologia in particolare. Terzoquesto risultato ottenuto in collaborazione tra Università e Politecnico rafforza la scelta di Torino come sede dell’Istituto Italiano di Intelligenza Artificiale. In particolare, noi vorremmo candidarci ad un ruolo di riferimento italiano per l’intelligenza artificiale in medicina e questa pubblicazione può contribuire a legittimare questa aspirazione”.

Torino è stata scelta come sede principale dell’Istituto Italiano per l’Intelligenza Artificiale (3I4AI), che si occuperà dell’applicazione dell’intelligenza artificiale in vari settori, con attività di ricerca prevista anche in diverse sedi aggiuntive sul territorio nazionale.

Sia l’Università che il Politecnico di Torino avranno un ruolo importante nell’Istituto. “Con soddisfazione e con orgoglio accogliamo la notizia di questo successo straordinario che testimonia, ancora una volta, il valore della nostra ricerca – dichiara il Rettore dell’Università di Torino Stefano Geuna – L’attenzione della comunità scientifica mondiale a questo studio conferma l’Università di Torino come un’eccellenza della ricerca nazionale a livello internazionale. I gruppi di ricerca coinvolti, ai quali va il nostro più sentito ringraziamento, hanno dato prova di come si possano ottenere risultati straordinari condividendo obiettivi ambiziosi ed integrando saperi e competenze. La nuova frontiera scientifica che coniuga l’applicazione dell’intelligenza artificiale alla diagnostica in medicina è in grado di migliorare come mai prima d’ora la cura di patologie importanti e, più in generale, la qualità di vita di tante persone colpite da patologie gravemente invalidanti. Per arrivare a questi risultati possiamo contare su una ricerca capace di integrare innovazione tecnologica e conoscenze altamente specialistiche. Gli Atenei torinesi ed il nostro sistema sanitario condividono ormai una provata esperienza in questa direzione. Questo fa di Torino la sede ideale per ospitare l’Istituto Italiano di Intelligenza Artificiale”.

Questo progetto oggettiva ulteriormente la forte partnership tra Università ed Azienda ospedaliera, dove la ricerca e l’assistenza si integrano per assicurare percorsi innovativi sempre più tecnologici, con il fine comune di garantire ai pazienti la migliore cura”, sottolinea il Direttore generale della Città della Salute di Torino Giovanni La Valle.

L’Intelligenza Artificiale rappresenta un tema chiave per la ricerca dei prossimi anni, sul quale il nostro Ateneo può vantare competenze riconosciute dalla comunità scientifica internazionale e ha ottenuto risultati di estrema rilevanza, quali ad esempio il coordinamento del Dottorato nazionale sull’Intelligenza Artificiale su IA e Industria 4.0 e la partecipazione del Politecnico al prestigioso Laboratorio Europeo sull’Intelligenza Artificiale dei dati ELLIS – commenta il Rettore del Politecnico di Torino Guido Saracco – L’eccellente risultato prodotto da questa ricerca condotta insieme a Università di Torino e Città della Salute dimostra ancora una volta la molteplicità e la trasversalità delle applicazioni dell’Intelligenza Artificiale, che ormai spazia in tutti i settori di punta della nostra economia, dall’automotive alla manifattura, all’industria del lusso e molti altri ambiti, come appunto quello della salute, dove sta diventando sempre più essenziale. Questa ricerca è poi un esempio di collaborazione multidisciplinare tra enti, che dimostra ancora una volta che tutti i soggetti del territorio sono già pronti a lavorare insieme per fare dell’Istituto un grande polo di ricerca”.

 

Testo dall’Università degli Studi di Torino

Scoperte orme fossili di grandi rettili sulle Alpi occidentali

Uno studio appena pubblicato a firma di geologi e paleontologi delle Università di Torino, Roma Sapienza, Genova, Zurigo e del MUSE – Museo delle Scienze di Trento, ha istituito un tipo di impronta fossile nuova per la scienza, denominata Isochirotherium gardettensis, in riferimento all’Altopiano della Gardetta nell’Alta Val Maira in cui è stata scoperta.

orme fossili grandi rettili Alpi occidentali
Ipotetica ricostruzione dell’organismo che ha lasciato le impronte attribuite alla nuova icnospecie Isochirotherium gardettensis. Per gentile concessione di Fabio Manucci

Un’inattesa scoperta paleontologica, appena pubblicata sulla rivista internazionale PeerJ da un team multidisciplinare di ricercatori italiani e svizzeri, descrive una serie di orme fossili impresse da grandi rettili vagamente simili a coccodrilli nel passato più profondo delle Alpi occidentali, circa 250 milioni di anni fa. Le impronte sono state scoperte a circa 2200 metri di quota nella zona dell’Altopiano della Gardetta nell’Alta Val Maira (Provincia di Cuneo, Comune di Canosio) in seguito al lavoro di tesi del geologo dronerese Enrico Collo. Nel 2008, insieme al prof. Michele Piazza dell’Università di Genova e nel 2009 con Heinz Furrer dell’Università di Zurigo, identificarono nelle rocce della zona alcune tracce di calpestio lasciate da grandi rettili, originariamente lasciate fra i fondali fangosi ondulati di una antica linea di costa marina in prossimità di un delta fluviale.

L’Altopiano della Gardetta con al centro la Rocca la Meja – Foto di F.M. Petti

Lo studio appena pubblicato a firma di geologi e paleontologi del MUSE – Museo delle Scienze di Trento, dell’Istituto e Museo di Paleontologia dell’Università di Zurigo e delle Università di TorinoRoma Sapienza e Genova, in accordo con la Soprintendenza Archeologia Belle Arti e Paesaggio per le Province di Alessandria Asti e Cuneo, le descrive in parte come orme fossili dell’icnogenere Chirotherium istituisce inoltre un tipo di impronta fossile nuova per la scienza, denominata Isochirotherium gardettensis in riferimento all’altopiano in cui è stata scoperta.

È stato molto emozionante notare appena due fossette impresse nella roccia, spostare un ciuffo erboso e realizzare immediatamente che si trattava di un’impronta lunga oltre trenta centimetri: un vero tuffo nel tempo profondo, con il privilegio di poter appoggiare per primo la mano nella stessa cavità dove in centinaia di milioni di anni se n’era appoggiata soltanto un’altra; mi è venuto spontaneo rievocare subito l’immagine dell’animale che lasciò, inconsapevolmente, un segno duraturo nel fango morbido e bagnato, ma destinato a divenire roccia e innalzarsi per formare parte della solida ossatura delle Alpi” ha dichiarato il paleontologo Edoardo Martinetto del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Torino, primo scopritore delle nuove tracce.

orme fossili grandi rettili Alpi occidentali
Le orme che hanno consentito la descrizione della nuova icnospecie Isochirotherium gardettensis – Foto di F.M. Petti.

Secondo Fabio Massimo Petti del MUSE – Museo delle Scienze di Trento, esperto di orme fossili e primo autore del lavoro, si tratta di un ritrovamento unico in Europa: “Le orme sono eccezionalmente preservate e con una morfologia talmente peculiare da averci consentito la definizione di una nuova icnospecie che abbiamo deciso di dedicare all’Altopiano della Gardetta”.

Il paleontologo Massimo Bernardi del MUSE sottolinea che questi ritrovamenti testimoniano la presenza di rettili di grandi dimensioni in un luogo e un tempo geologico che si riteneva caratterizzato da condizioni ambientali inospitali. Le rocce che preservano le impronte della Gardetta, formatesi pochi milioni di anni dopo la più severa estinzione di massa della storia della vita, l’estinzione permotriassica, dimostrano che quest’area non era totalmente inospitale alla vita come proposto in precedenza.

“Non è possibile conoscere con precisione l’identità dell’organismo che ha lasciato le impronte che abbiamo attribuito a Isochirotherium gardettensis, ma, considerando la forma e la grandezza delle impronte, e altri caratteri anatomici ricavabili dallo studio della pista, si tratta verosimilmente di un rettile arcosauriforme di notevoli dimensioni, almeno 4 metri” ha rimarcato il paleontologo Marco Romano della Sapienza Università di Roma.

“Ricordo la grande emozione provata in occasione della prima scoperta, con l’amico Enrico Collo nel 2008, il piacere intellettuale della prima campagna di rilievi con Enrico e Heinz Furrer nel 2009 e poi la grande soddisfazione scientifica avuta nel lavorare con una così prestigiosa squadra di ricercatori, il tutto nella consapevolezza che questa rilevante novità scientifica si colloca in un territorio di spettacolare bellezza, accrescendone il già grandissimo valore” ha ricordato il Prof. Michele Piazza dell’Università di Genova.

Nell’area delle impronte sono frequenti i “ripple marks” tracce di moto ondoso lasciate circa 250 milioni di anni fa su un fango sabbioso ora diventato roccia – Foto di Enrico Collo

Per il raggiungimento di questi risultati è stato determinante il contributo organizzativo ed economico dell’Associazione Culturale “Escarton” che ha sostenuto il progetto a partire dal 2016 e che, grazie al Presidente Giovanni Raggi, ha rappresentato l’intermediario fra il mondo della ricerca e quello delle istituzioni locali rappresentate dai Sindaci dei comuni di Canosio e Marmora, nonché dall’Unione Montana Valle Maira.

Il progetto di ricerca è destinato a svilupparsi ulteriormente grazie all’estensione dell’area di ricerca e alla raccolta di ulteriori informazioni sulla associazione di rettili triassici che hanno lasciato tracce nella zona ma soprattutto grazie alla diffusione dei risultati delle ricerche geo-paleontologiche mediante la creazione di un Geo-Paleo park, comprendente un centro visitatori e un giardino geologico didattico-divulgativo.

“La nostra prossima sfida”, sottolinea il coordinatore del progetto Massimo Delfino del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Torino“è trovare la copertura finanziaria che garantisca una raccolta accurata ed esaustiva delle informazioni di importanza scientifica, la conservazione a lungo termine del patrimonio paleontologico della Gardetta e la sua valorizzazione in un’ottica di promozione culturale e turistica delle caratteristiche naturali della Val Maira”.

Riferimenti:

Archosauriform footprints in the Lower Triassic of Western Alps and their role in understanding the effects of the Permian-Triassic hyperthermal – Fabio Massimo Petti, Heinz Furrer, Enrico Collo, Edoardo Martinetto, Massimo Bernardi, Massimo Delfino, Marco Romano, Michele Piazza – PeerJ 2020. DOI 10.7717/peerj.10522

 

Testo, video e immagini da Sapienza Università di Roma e Università di Torino sulla scoperta di orme fossili di grandi rettili sulle Alpi occidentali.

UN PROTOCOLLO INNOVATIVO PER LA SCOPERTA DI NUOVI POTENZIALI FARMACI 

Istituto Telethon Dulbecco, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Università di Trento e Università degli Studi di Perugia insieme per la ricerca mirata di farmaci in grado di contrastare gravi malattie neurodegenerative ad oggi incurabili 

protocollo farmaci Università Trento Perugia
Da sinistra: Lidia Pieri (Sibylla), Graziano Lolli (Dip. CIBIO, UniTrento), Maria Letizia Barreca (Dip. Scienze Farmaceutiche, UniPG), Andrea Astolfi (Dip. Scienze Farmaceutiche, UniPG/Sibylla), Giovanni Spagnolli (Dip. CIBIO, UniTrento/Sibylla), Alberto Boldrini (Sibylla), Luca Teruzzi (Sibylla), Emiliano Biasini (Dip. CIBIO, UniTrento), Pietro Faccioli (Dip. Fisica, UniTrento/INFN-TIFPA), Tania Massignan (Dip. CIBIO, UniTrento, ora a Sibylla)

TrentoPerugia, 12 gennaio 2021 – Un protocollo innovativo per la scoperta di nuovi potenziali farmaci è stato messo a punto da un ampio team internazionale guidato da ricercatori e ricercatrici dell’Università degli Studi di Trento (Dipartimento di Biologia Cellulare, Computazionale e Integrativa e dal Dipartimento di Fisica), dell’Università degli Studi di Perugia (Dipartimento di Scienze Farmaceutiche), dell’Istituto Telethon Dulbecco, Fondazione Telethon e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).

“Pharmacological Protein Inactivation by Folding Intermediate Targeting” (PPI-FIT), questo il nome del nuovo metodo, è frutto di un lavoro dal forte carattere multidisciplinare, grazie a contributi che vanno dalla fisica teorica all’informatica, alla chimica farmaceutica, dalla biochimica alla biologia cellulare. Il lavoro di ricerca è stato pubblicato oggi sulla rivista Communications Biology – Nature Publishing Group.

«Il nuovo approccio multidisciplinare consiste nell’identificare piccole molecole in grado di bloccare il processo di ripiegamento (folding) di una proteina coinvolta in un processo patologico, promuovendone quindi la degradazione attraverso i meccanismi di controllo presenti nelle cellule» – spiegano i ricercatori. «PPI-FIT è stato applicato per la prima volta nel campo delle malattie da prioni, patologie neurodegenerative rare che colpiscono l’uomo e altri mammiferi e che sono balzate all’attenzione dell’opinione pubblica negli anni Novanta in occasione dell’emergenza “mucca pazza”. Queste patologie sono causate dalla conversione conformazionale di una normale proteina, chiamata proteina prionica cellulare, in una forma patogena aggregata, in grado di propagarsi come un agente infettivo (prione). Grazie al metodo PPI-FIT, gli autori hanno identificato una classe di molecole in grado di ridurre i livelli cellulari della proteina prionica e bloccare la replicazione della forma infettiva nelle colture cellulari».

Il calcolo impiegato nel PPI-FIT si fonda su alcuni metodi matematici originariamente sviluppati in fisica teorica per studiare fenomeni tipici del mondo subatomico, come l’effetto tunnel quantistico. Questi metodi sono poi stati adattati per la simulazione di processi biomolecolari complessi, come il ripiegamento e l’aggregazione di proteine.

I risultati ottenuti indicano che bersagliare i processi di ripiegamento delle proteine potrebbe rappresentare un nuovo paradigma farmacologico per modulare i livelli di diversi fattori coinvolti in processi patologici. Da una prospettiva ancora più ampia, questo studio suggerisce l’esistenza di un generico meccanismo di regolazione dell’espressione proteica, ad oggi non considerato, che agisce al livello dei percorsi di ripiegamento.

Lo studio si è avvalso anche della collaborazione di gruppi di ricerca dell’Università di Santiago de Compostela, dell’Istituto di Biofisica del Consiglio Nazionale delle Ricerche, dell’Institute of Neuropathology dell’University Medical Center di Hamburg-Eppendorf, del Dipartimento di Scienze Biomediche dell’Università di Padova e dell’Istituto Veneto di Medicina Molecolare di Padova.

I risultati descritti nello studio hanno inoltre generato anche due richieste di brevetto da parte delle istituzioni coinvolte, una già approvata e la seconda attualmente in attesa di approvazione.

La start-up Sibylla Biotech (https://www.sibyllabiotech.it), nata dalla collaborazione scientifica tra alcuni degli autori dello studio – Maria Letizia Barreca, Giovanni Spagnolli, Graziano Lolli, Pietro Faccioli ed Emiliano Biasini – e spin off dell’Università degli Studi di Perugia, dell’ Università di Trento e dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, sta ora impiegando le potenzialità di PPI-FIT per sviluppare farmaci contro un’ampia varietà di patologie umane, quali ad esempio il cancro e più recentemente COVID-19, come ad oggi documentato dal deposito di tre domande di brevetto.

La tecnologia PPI-FIT 

PPI-FIT (Pharmacological Protein Inactivation by Folding Intermediate Targeting) è un protocollo farmacologico in grado di identificare molecole la cui funzione è quella di ridurre l’espressione di una proteina nella cellula, disattivandone la funzione patologica. Questo è possibile perché le molecole sono scelte per legarsi ad una “tasca” proteica identificata su uno stato intermedio del processo di ripiegamento (folding) della proteina. Bloccato a metà strada, il ripiegamento non avviene e la proteina viene degradata dalla cellula stessa.

La possibilità di identificare stati intermedi di folding si basa su una piattaforma di calcolo rivoluzionaria, che permette di simulare al calcolatore i percorsi di ripiegamento di proteine di rilevanza biologica, con livello di precisione atomico. Il metodo di calcolo che ha portato a questo risultato si fonda su metodi matematici di fisica teorica che sono stati adattati per consentire la simulazione di processi biomolecolari complessi, come il ripiegamento e l’aggregazione di proteine, grazie al lavoro di Pietro Faccioli, professore associato nel Dipartimento di Fisica dell’Università di Trento e affiliato all’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, e del suo team.

Una proteina esce dal ribosoma come una catena di amminoacidi, e assume la sua forma biologicamente attiva solo in un secondo momento, dopo aver completato il percorso di ripiegamento (folding). A causa dell’intrinseca complessità, lo studio del ripiegamento di proteine biologicamente interessanti richiede tempi di calcolo inaccessibili con i metodi finora disponibili, anche utilizzando il più grande supercomputer al mondo appositamente disegnato per la dinamica molecolare. L’imponente avanzamento tecnologico che permette le simulazioni alla base di PPI-FIT è il frutto di una visione interdisciplinare nata all’interno del panorama scientifico dell’INFN, che collega la fisica teorica con la chimica e la biologia. Avendo la possibilità di osservare per la prima volta questi percorsi di ripiegamento, la tecnologia PPI-FIT consente di identificare e caratterizzare degli stati intermedi conformazionali che sono visitati dalla proteina durante il percorso verso lo stato biologicamente attivo (o nativo), e la cui emivita ha rilevanza biologica. Tali stati intermedi possono contenere una tasca di legame, diventando quindi nuovi bersagli per lo sviluppo di farmaci in grado di legarli e bloccarli, portando alla loro inattivazione.

La tecnologia è stata inventata dai soci fondatori di Sibylla Biotech nell’ambito di una ricerca accademica sulla replicazione del prione supportata da INFN, Fondazione Telethon, Università degli Studi di Trento e Università degli Studi di Perugia ed è stata utilizzata con successo in studi scientifici e brevettati, per ricostruire il meccanismo di replicazione dei prioni, e per sviluppare una nuova strategia farmacologica contro questi agenti infettivi.

*Giovanni Spagnolli, Tania Massignan, Andrea Astolfi, Silvia Biggi, Marta Rigoli, Paolo Brunelli, Michela Libergoli, Alan Ianeselli, Simone Orioli, Alberto Boldrini, Luca Terruzzi, Valerio Bonaldo, Giulia Maietta, Nuria L. Lorenzo, Leticia C. Fernandez, Yaiza B. Codeseira, Laura Tosatto, Luise Linsenmeier, Beatrice Vignoli, Gianluca Petris, Dino Gasparotto, Maria Pennuto, Graziano Guella, Marco Canossa, Hermann C. Altmeppen, Graziano Lolli, Stefano Biressi, Manuel M. Pastor, Jesús R. Requena, Ines Mancini, Maria L. Barreca, Pietro Faccioli, Emiliano Biasini. “Pharmacological Inactivation of the Prion Protein by Targeting a Folding Intermediate”. Communications Biology, 2012

 

Testo e immagine dall’Ufficio Stampa Università di Trento e Università degli Studi di Perugia

Albumina contro Covid-19: avviata con successo la sperimentazione clinica

Il gruppo di ricerca coordinato da Francesco Violi della Sapienza ha iniziato la sperimentazione dell’uso di albumina come supporto alla tradizionale terapia anticoagulante nel trattamento delle complicanze trombotiche. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Thrombosis and Haemostasis

albumina
Struttura dell’albumina sierica umana. Immagine Jawahar Swaminathan e staff MSD presso European Bioinformatics Institute (http://www.ebi.ac.uk/pdbe-srv/view/images/entry/1ao6600.png, su http://www.ebi.ac.uk/pdbe-srv/view/entry/1ao6/summary), in pubblico dominio

Nei pazienti con infezione da SARS-CoV-2 è ormai accertato l’elevato rischio legato alla formazione di trombi che possono determinare conseguenze devastanti come ostruzioni polmonari (embolie), infarto cardiaco e ictus con una frequenza più elevata di quella riscontrata nella polmonite comunitaria. Per tale ragione la comunità scientifica ha cercato di identificare una terapia mirata, a supporto di quelle tradizionali, per far fronte alle complicanze dovute alla formazione di trombi riducendo il ricorso alla terapia intensiva.

Un nuovo studio coordinato da Francesco Violi del Dipartimento di Scienze cliniche internistiche, anestesiologiche e cardiovascolari, ha indagato se l’impiego di albumina in pazienti Covid-19 con concomitante ipoalbuminemia, inibisse la coagulazione del sangue. Per una settimana, a 10 pazienti Covid-19, già in trattamento con anticoagulanti, è stata somministrata albumina endovena e si è osservata una ridotta coagulazione rispetto a quella di 20 pazienti in terapia con il solo anticoagulante. Allo studio, pubblicato sulla rivista Thrombosis and Haemostasis, hanno collaborato anche Francesco Pugliese del Reparto di Terapia intensiva, Claudio Maria Mastroianni e Mario Venditti del Reparto di Malattie Infettive del Policlinico Umberto I e Francesco Cipollone dell’Università degli studi “Gabriele Annunzio” di Chieti.

In un precedente lavoro il gruppo di Violi, aveva osservato che i pazienti Covid-19 presentano livelli ridotti di albumina, proteina che viene prodotta dal nostro organismo e che è tra i più potenti antinfiammatori oltre a svolgere anche un’azione anticoagulante. “Questa osservazione − dichiara Violi− ha fatto supporre che i bassi livelli di albumina potessero facilitare la coagulazione e dunque contrastare anche l’efficacia della terapia anticoagulante”.

Partendo da queste basi, il team di ricerca è passato alla osservazione clinica degli effetti dell’infusione di albumina, ottenendo risultati incoraggianti.

“Oggi, dai primi dati preliminari, sembrerebbe che il trattamento determina una minor comparsa di eventi vascolari – conclude Violi – Seppure sia necessario un numero maggiore di pazienti per confermare questo dato preliminare, lo studio apre la strada all’uso dell’albumina in pazienti Covid-19 per valutare se la sua infusione, associata alla terapia anticoagulante classica, riduca il rischio trombotico e quindi la mortalità”.

Riferimenti:

Albumin Supplementation Dampens Hypercoagulability in COVID-19: A Preliminary Report – Francesco Violi, Giancarlo Ceccarelli, Lorenzo Loffredo, Francesco Alessandri, Francesco Cipollone, Damiano D’ardes, Gabriella D’Ettorre, Pasquale Pignatelli, Mario Venditti, Claudio Maria Mastroianni, Francesco Pugliese –Thromb Haemost 2020. DOI: 10.1055/s-0040-1721486

 

Testo dall’Ufficio Stampa Sapienza Università di Roma.

Carcinoma mammario triplo negativo, scoperto un meccanismo molecolare che causa le metastasi polmonari

Lo studio dei ricercatori del CEINGE-Biotecnologie Avanzate apre la strada alla diagnosi precoce e a nuove possibili terapie mirate a ridurre il processo metastatico del tumore al seno più aggressivo

 

carcinoma triplo negativo
da destra: Veronica Ferrucci, Fatemeh Asadzadeh e Massimo Zollo

Il carcinoma mammario triplo negativo (TNBC) rappresenta il 20% dei tumori al seno ed è anche il sottotipo più aggressivo, a causa delle sue caratteristiche clinico-patologiche, tra cui la giovane età all’esordio e la maggiore propensione a sviluppare metastasi. Le pazienti con il triplo negativo metastatico hanno prognosi peggiore rispetto a quelli diagnosticati con altri sottotipi di cancro alla mammella metastatico: oggi non ci sono bersagli molecolari riconosciuti per la terapia.

Lo studio sviluppato nei laboratori del centro di ricerca di Napoli CEINGE-Biotecnologie avanzate in collaborazione con il Dipartimento di Medicina Molecolare e Biotecnologie Mediche (Università di Napoli Federico II) e l’Unità di Patologia dell’Istituto Nazionale dei Tumori IRCS Fondazione Pascale ha dimostrato che la proteina Prune-1 è iper-espressa in circa il 50% dei pazienti con carcinoma mammario triplo negativo ed è correlata alla progressione del tumore, alle metastasi a distanza (polmonari) ed anche alla presenza di macrofagi M2 (presenti nel microambiente tumorale del TNBC e correlati ad un rischio più elevato di sviluppare metastasi).

carcinoma triplo negativo

I ricercatori hanno anche identificato nel modello murino una piccola molecola non tossica, che è in grado di inibire la conversione dei macrofagi verso il fenotipo M2 e di ridurre il processo metastatico al polmone.

Un traguardo importante, raggiunto da un team guidato da Massimo Zollo, genetista, professore dell’Università degli Studi di Napoli Federico II e Principal Investigator del CEINGE, del quale fanno parte, tra gli altri, due giovani ricercatrici della Federico II e del CEINGE Veronica Ferrucci e Fatemeh Asadzadeh (dottoranda SEMM).

La prima fase della ricerca ha riguardato lo studio di un modello murino geneticamente modificato di TNBC metastatico, caratterizzato dall’iper-espressione dei geni PRUNE1 e WNT1 nella ghiandola mammaria. «Il modello murino da noi studiato – spiega Veronica Ferrucci – genera non solo tumore primario di tipo triplo negativo, ma anche metastasi polmonari. Il modello murino ci ha consentito di identificare la presenza di macrofagi di tipo M2 sia nel microambiente del tumore primario che nel microambiente metastatico polmonare».

«Attraverso l’utilizzo di database di carcinoma mammario invasivo – aggiunge Fatemeh Asadzadeh –., abbiamo avuto la conferma che quando questi geni sono iper-espressi, si verificano prognosi peggiori. Il processo scoperto nel modello murino può essere lo stesso anche nella donna».

«Per noi un’ulteriore “prova” è stata l’aver riscontrato la presenza di alcune varianti genetiche identificate nel modello murino in campioni di carcinoma mammario TNBC umano presente in banche dati ma di funzione sconosciuta ora rese note grazie agli studi ottenuti nel modello murino», chiarisce Massimo Zollo.

carcinoma triplo negativo
Il gruppo di ricerca

La molecola e il kit per la diagnosi precoce

I ricercatori del CEINGE hanno valutato l’efficacia contro la progressione del carcinoma mammario triplo negativo di una piccola molecola, che ha la capacità di bloccare in vivo il processo metastatico. Per questa molecola sono state già eseguite le verifiche di tossicità nel modello murino. «Tale molecola è in grado di inibire la conversione dei macrofagi verso il fenotipo M2 e di ridurre il processo metastatico al polmone – spiega Zollo –. Ora è studio lo sviluppo di una seconda molecola più sensibile alla quale dovrà fare seguito la sperimentazione nel topo e poi sull’essere umano. È stato inoltre sviluppato un kit che è in grado di identificare all’esordio quali TNBC hanno maggiore probabilità di sviluppare metastasi con sede polmonare e/o in siti distanti. Questo kit utilizza gli studi genomici qui presentati e può aiutare l’oncologo nel determinare una terapia eventualmente più aggressiva sin dall’esordio. Occorreranno circa 1-2 anni di validazione, affinché sarà possibile dimostrare la sua efficacia nella diagnosi clinica».

Lo studio su iSCIENCE (gruppo CELL PRESS)*

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica internazionale iSCIENCE (gruppo CELL PRESS) ed è stata finanziata dall’Unione Europea Progetto “PRIME-XS” e Tumic FP7, dall’AIRC Associazione per la Ricerca Sul Cancro, PON SATIN e dalla Fondazione Celeghin.

Tra le istituzioni coinvolte (oltre al CEINGE) il Dipartimento di Medicina Molecolare e Biotecnologie Mediche DMMBM della “Federico II”, l’Unità di Patologia dell’Istituto Nazionale dei Tumori IRCS Fondazione Pascale, il centro di biotecnologie mediche VIB-UGent (Belgio), il Dipartimento di Sanità pubblica e il DAI Medicina di Laboratorio e Trasfusionale AOU Federico II e la Scuola Europea di Medicina Molecolare (SEMM).

Lo studio è stato coordinato dal prof. Massimo Zollo (Università di Napoli Federico II e CEINGE) in collaborazione con il prof. Kris Gevaert (Responsabile del Centro di Proteomica di Biotecnologie Mediche VIB-UGent, Belgio), la prof. Natascia Marino (Associate Professor,  Indiana University, Indianapolis, USA)  il prof. Maurizio Di Bonito (Unità di Patologia dell’Istituto Nazionale dei Tumori IRCS Fondazione Pascale), il prof. Giovanni Paolella (Università di Napoli Federico II e CEINGE) ed il prof. Francesco D’Andrea (Dipartimento di Sanità pubblica AOU Federico II).

 

*Prune-1 drives polarization of tumor-associated macrophages (TAMs) within the lungmetastatic niche in triple-negative breast cancer

Veronica Ferrucci, Fatemeh Asadzadeh, Francesca Collina, Roberto Siciliano, Angelo Boccia, Laura Marrone, Daniela Spano, Marianeve Carotenuto, Maria Cristina Chiarolla, Daniela De Martino, Gennaro De Vita, Alessandra Macrì, Luisa Dassi, Jonathan Vandenbussche, Natascia Marino, Monica Cantile, Giovanni Paolella, Francesco D’Andrea, Maurizio di Bonito, Kris Gevaert and Massimo Zollo

 

Foto e testo dall’Ufficio Stampa Università di Napoli Federico II

Su Pnas studio dell’Istituto di scienze polari del Cnr e Ca’ Foscari

QUANDO IL GHIACCIO SPARÌ DAL NORD ATLANTICO

Durante l’ultima era glaciale nel Nord Atlantico le riduzioni di ghiaccio marino si verificarono nell’arco di 250 anni, in concomitanza con eventi di rapido aumento delle temperature

ghiaccio Nord Atlantico
sito di perforazione di Renland con le bandiere delle nazioni partecipanti al progetto

VENEZIA – Gli improvvisi eventi di riscaldamento climatico nell’emisfero Nord, avvenuti durante l’ultima era glaciale, sono stati accompagnati da una egualmente rapida riduzione dell’estensione di ghiaccio marino nel Nord Atlantico. A sostenerlo è un lavoro sul paleoclima pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences (Pnas) e realizzato da un team di ricerca internazionale di cui hanno fatto parte l’Istituto di scienze polari del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Isp) e l’Università Ca’ Foscari Venezia, e coordinato dall’Università di Bergen (Norvegia).

“Tra 10 e 100 mila anni fa, durante l’ultimo periodo glaciale, l’emisfero Nord si presentava bianco a causa delle grandi calotte glaciali che avvolgevano i continenti settentrionali e dell’esteso ghiaccio marino che copriva i mari del Nord”, spiega Andrea Spolaor, ricercatore Cnr-Isp, tra gli autori dello studio. “Il freddo clima glaciale è stato però più volte interrotto da una serie di eventi di forte e improvviso aumento delle temperature, noti come eventi di Dansgaard-Oeschger, fino a 16 °C sulla piattaforma glaciale groenlandese”.

sito di perforazione di Renland

Le cause di questi eventi di riscaldamento, scoperti già a metà degli anni ‘80 dall’analisi di carote di ghiaccio groenlandese, sono tuttora oggetto di dibattito benché la pubblicazione di questa ricerca abbia contribuito a una loro maggiore comprensione. I risultati dello studio indicano infatti che la forte riduzione dell’estensione del ghiaccio marino potrebbe essersi verificata nell’arco di 250 anni o meno, contemporaneamente all’inizio di una fase di rimescolamento della stratificazione delle acque del Nord Atlantico, causando così un forte rilascio di calore e conseguente riscaldamento atmosferico. “Mentre il Nord Atlantico perdeva rapidamente la copertura di ghiaccio, il calore dell’acqua oceanica veniva trasmesso all’atmosfera sovrastante, portando così ad un’amplificazione degli eventi di riscaldamento climatico in atto”, afferma Niccolò Maffezzoli, ricercatore Marie Curie all’Università Ca’ Foscari Venezia, coautore dello studio.

Per questo lavoro l’équipe di ricerca ha combinato insieme per la prima volta dati climatici da carote di sedimenti marini e carote di ghiaccio. “I colleghi norvegesi hanno analizzato le due carote di sedimento prelevate nel Mare di Norvegia, mentre nei laboratori di Ca’ Foscari e Cnr-Isp abbiamo misurato nel ghiaccio della carota groenlandese di Renland le concentrazioni di bromo e sodio, due elementi sensibili alla presenza di ghiaccio marino stagionale nell’Oceano Nord Atlantico, in particolare nell’area tra Norvegia e Groenlandia”, prosegue Maffezzoli. “A segnalare l’estensione del ghiaccio marino stagionale è specialmente il bromo, che viene emesso in atmosfera durante la primavera artica per poi depositarsi sulla calotta polare. Queste ‘esplosioni di bromo’ stagionali registrate nelle carote di ghiaccio ci hanno permesso di ricostruire le dinamiche del ghiaccio marino nei millenni passati”.

“I dati sono stati poi allineati tra loro attraverso l’identificazione, in tutte le carote, di diversi strati di tephra, strati di cenere vulcanica provenienti da eruzioni islandesi passate, che ne ha permesso la sincronizzazione temporale”, conclude Spolaor. “Il nostro studio ha evidenziato l’utilità di effettuare ricostruzioni climatiche combinando carote di sedimento oceanico e glaciali, fornendo così una più solida comprensione delle variazioni passate del ghiaccio marino nei mari del Nord”.

ghiaccio Nord Atlantico
team di ricerca che sorregge l’ultima porzione della carota estratta

 

L’articolo:

Rapid reductions and millennial-scale variability in Nordic Seas sea ice cover during abrupt glacial climate changes. Sadatzki, N. Maffezzoli, T. M. Dokken, M. H. Simon, S. M. P. Berben, K. Fahl, H. A. Kjær, A. Spolaor, R. Stein, P. Vallelonga, B. M. Vinther, E. Jansen, link: ww.pnas.org/content/early/2020/11/03/2005849117

 Testo dall’Università Ca’ Foscari Venezia, foto CNR-UniVe

Posticipare l’ingresso a scuola migliora il rendimento scolastico

Intervista al professor Luigi De Gennaro

Articolo a cura di Valentina Mastrorilli e Giulia Nania 

I vincoli sociali spesso ci impongono di seguire delle regole che non vanno di pari passo con il nostro ritmo biologico. Fare tardi la sera e far suonare la sveglia molto presto la mattina può avere conseguenze negative non solo sulla salute fisica e mentale, ma anche sulla sonnolenza diurna e sui processi attentivi. Negli ultimi anni si è posta molta attenzione sulle abitudini di vita degli adolescenti e sulla loro tendenza a rimanere attivi fino a tarda notte, nonostante il giorno dopo debbano entrare a scuola al suono della campanella (Louzada, 2019).

Non si tratta solo di un cambio di abitudini comportamentali, ma piuttosto di un vero e proprio cambiamento fisiologico di alcuni dei meccanismi che regolano il sonno. Nei ragazzi in età adolescenziale, infatti, è stato osservata una variazione di due di questi meccanismi: la regolazione omeostatica del sonno (Jenni et al., 2005) e l’orologio circadiano (Wright et al., 2005). Mentre il primo fa riferimento alla stretta dipendenza tra il bisogno di sonno e il numero di ore trascorse da svegli, il secondo si riferisce al nostro comportamento in risposta all’alternanza delle ore di luce e di buio.

Nel complesso, fattori biologici e sociali spingono i ragazzi a rimanere sempre più spesso svegli fino a tardi. Eppure, la campanella suona sempre alle 8:00. La conseguenza è che molto spesso i ragazzi dormono meno delle 8 ore consigliate dall’American Academy of Sleep Medicine, spesso saltano la scuola e si distraggono durante le lezioni. Quali sarebbero le conseguenze sul rendimento scolastico se si provassero ad adattare gli obblighi scolastici alle esigenze fisiologiche degli adolescenti, facendo suonare la campanella un’ora dopo?

Questo è ciò che si è domandato il gruppo di ricerca del Professor De Gennaro della Sapienza Università di Roma in uno studio della durata di un intero anno scolastico. Il loro lavoro è volto a documentare se, il posticipare quotidianamente l’orario delle lezioni, potesse avere dei benefici sul funzionamento cognitivo degli studenti. Alla ricerca hanno partecipato alcuni ragazzi e ragazze dell’istituto secondario “Ettore Majorana” di Brindisi, suddivisi in due gruppi sperimentali: per uno la campanella suonava alle 8.00, mentre per il secondo gruppo le lezioni iniziavano alle 9.00.

Dai risultati di questa ricerca recentemente pubblicata sulla rivista Nature and Science of Sleep è emerso che, al termine dell’anno scolastico, gli studenti che avevano scelto di inserirsi nel gruppo che iniziava le lezioni alle 9:00 mostravano un notevole miglioramento nel rendimento, una migliore attenzione sostenuta, un minor assenteismo e un minor numero di ritardi. Quindi, è stato dimostrato  che il posticipo di un’ora dell’orario delle lezioni può portare ad effetti benefici sulla prestazione accademica.

Abbiamo intervistato il professor Luigi De Gennaro, ordinario di Psicobiologia e Psicologia Fisiologica della Sapienza Università di Roma, che ha risposto alle domande di ScientifiCult.

Dal vostro lavoro è emerso che gli studenti che hanno posticipato l’orario dell’inizio delle lezioni hanno beneficiato di questo ritardo. Questo è stato osservato non solo attraverso il miglioramento del rendimento scolastico e una migliore attenzione sostenuta, ma anche in termini di minor assenteismo e ritardi. Quali sono i meccanismi alla base del sonno che potrebbero aver generato questo miglioramento?

La storia inizia negli anni ’20 con lo studio dei due psicologi Jenkins e Dallenbach. Il loro studio, con soltanto due soggetti partecipanti, prevedeva un compito di memorizzazione di composizioni di tre lettere. Le composizioni dovevano essere memorizzate durante la sera per poi essere recuperate la mattina successiva in due diverse condizioni: dopo una normale notte di sonno e dopo una deprivazione di sonno. Venne osservato che, il mattino successivo alla notte di deprivazione, la prestazione dei due soggetti era enormemente più bassa.

Nacque così il cosiddetto “sleep effect”. L’aspetto più recente, invece, nasce negli anni ’80. In particolare, venne dimostrato come alterazioni del sonno, causate da vari disturbi del sonno oppure da decurtazioni del sonno, andassero a impattare negativamente sul rendimento scolastico. Inoltre, a partire dagli anni ’90 un movimento internazionale ha visto partire degli esperimenti pilota paragonabili al nostro. In conclusione, si può affermare che il posticipo dell’orario scolastico dovrebbe portare a un aumento della durata del sonno e questo dovrebbe impattare su tutte le misure che poi sono oggetto di valutazione.

orario scuola rendimento sonno
Figura 1: il sonno dei partecipanti con relativi orari medi di addormentamento e risveglio per tutto l’anno

 

In questo periodo storico, molti studenti stanno vivendo l’esperienza della didattica a distanza, durante la quale i ragazzi e le ragazze possono seguire le lezioni da casa. Questo implica, dunque, che molti studenti riescono a dormire un po’ di più. Nonostante i limiti e le difficoltà di questo tipo di insegnamento, lei ritiene che questo cambio di abitudini possa influire positivamente sulla rendita scolastica e l’attenzione degli studenti?

A questa domanda non c’è purtroppo una risposta univoca. Diversi team di ricerca nazionali e internazionali hanno condotto e stanno ancora conducendo diverse indagini volte a monitorare le eventuali alterazioni del sonno durante il periodo del confinamento (che ha riguardato l’Italia nei periodi di Marzo-Maggio 2020).

Sintetizzando, potremmo dire che ne è emerso un fenomeno bimodale: una parte della popolazione oggetto degli studi ha mostrato un consistente aumento dei disturbi del sonno e variazioni di fattori associati alla depressione o allo stress; un’altra parte, invece, ne ha per così dire “beneficiato”, ovvero ha dormito di più e ha mostrato meno sonnolenza diurna rispetto ai periodi precedenti. Tra queste persone vi sono sicuramente gli studenti e le studentesse, che hanno beneficiato della generale ristrutturazione dei ritmi sonno-veglia. Non mi riferisco quindi specificatamente agli effetti della didattica a distanza, ma piuttosto alla diversa gestione del ritmo sonno-veglia che è diventato più coerente con i bisogni biologici.

Ricordiamoci che la specie umana, a seguito della rivoluzione industriale e dell’introduzione dell’illuminazione artificiale, ha collettivamente perso all’incirca due ore di sonno, tanto da delineare negli ultimi 150 anni una forma di insoddisfazione cronica del bisogno di sonno. Di conseguenza è evidente che una gestione diversa della giornata, più svincolata dai classici limitatori sociali (quali ad esempio esigenze scolastiche o lavorative) possa portare benefici almeno alla seconda categoria di persone cui prima facevo riferimento. In conclusione, indipendentemente dal fatto che quello della didattica a distanza sia un fenomeno molto complesso, per quanto riguarda l’aspetto del sonno e del ritmo sonno-veglia, in linea generale possiamo dire che molti studenti hanno beneficiato di questo riassetto dei ritmi giornalieri.

Figura 2: la più elevata performance degli studenti del programma sperimentale in tutto l’anno

 

Ipotizzando di poter seguire le performance degli studenti nel corso dei vari anni scolastici, lei pensa che questi benefici che voi avete osservato al termine di un anno scolastico possano essere riscontrati anche dopo vari anni? Oppure l’organismo si abitua a questi cambi di ritmi e nel corso del tempo verrebbero persi gli effetti benefici dell’ora di sonno in più?

Non saprei darle una risposta precisa. L’anno successivo a quello della sperimentazione che è stata pubblicata mi sarebbe piaciuto condurre uno studio longitudinale, quindi documentare come il rendimento che noi fotografiamo alla fine di un anno scolastico fosse capitalizzato alla fine di un intero ciclo di studi.

Avrei voluto seguire gli studenti dal primo al quinto anno di scuola e magari seguirli fino all’Università per vedere se in qualche modo la coorte di studenti che iniziava le lezioni alle 9 avrebbe poi avuto in futuro una carriera più brillante. Tuttavia, stiamo parlando di aspettative che non siamo riusciti ad implementare per diverse ragioni. La prima è che l’allora dirigente scolastico dell’Istituto Majorana Salvatore Giuliano, innovatore e rivoluzionario, è stato catapultato nell’empireo del governo italiano diventando sottosegretario di Stato al Ministero dell’Istruzione. L’Istituto Majorana continua ad avere nuove classi sperimentali dove, su base volontaria, gli studenti iniziano le lezioni alle 9 piuttosto che alle 8 ma non c’è più la complessa macchina organizzativa della valutazione. Probabilmente, con la presenza di Salvatore Giuliano a Brindisi le cose sarebbero potute andare diversamente.

Bisogna però tener conto di altri due aspetti. Il primo, è che stiamo parlando di uno studio geograficamente anomalo in quanto chi programmava lo studio e analizzava i dati si trovava all’Università La Sapienza di Roma, mentre l’acquisizione dei dati, l’organizzazione dei diari settimanali e lo svolgimento dei compiti al computer era a carico degli insegnanti dell’Istituto Majorana. Gli insegnanti, quindi, si sono trovati nei panni di sperimentatori succedanei che, in maniera volontaria, hanno dovuto fare un grande lavoro spesso al di là delle loro competenze. Il secondo aspetto è che questa ricerca non è stata supportata da alcuna risorsa economica. Tutta questa macchina ha avuto un costo che probabilmente l’organizzazione locale non poteva più tollerare.

orario scuola rendimento sonno
Figura 3: gli effetti descritti limitati ai soli giorni scolastici

 

Nel vostro studio sono state utilizzate misure soggettive, ovvero domande a cui erano i soggetti stessi a rispondere, per analizzare alcuni aspetti come la latenza del sonno, il numero dei risvegli e la durata dei risvegli. Come pensa che sarebbero stati i risultati, se fossero state utilizzate misure oggettive e dunque strumenti che indagano questi stessi aspetti attraverso indici psicofisiologici?

La misura oggettiva più ovvia da utilizzare sarebbe la polisonnografia, ma essa risultava inattuabile in termini di costi e di fattibilità. Inizialmente erano state considerate due possibilità di compromesso tra misure oggettive e soggettive. La prima era far diventare gli studenti ricercatori di loro stessi, affidandogli il carico gestionale e organizzativo. Poteva rappresentare una modalità peculiare di fare scuola-lavoro, ma non è stato possibile realizzarlo.

La seconda opzione sarebbe stata quella di utilizzare l’actigrafia, ovvero uno strumento non invasivo che, indossato al polso come un orologio, va a registrare l’attività motoria del polso stesso. Quest’ultima risulta essere rappresentativa dell’attività motoria dell’individuo. Considerando che movimento presente corrisponde alla veglia e che la quiescenza motoria corrisponde ad uno stato di sonno, l’actigrafia riesce a stimare in maniera consolidata alcune caratteristiche del sonno come la durata e la sua eventuale frammentazione. Essa ha, inoltre, il pregio di avere un’ottima risoluzione temporale e una memoria di uno o due mesi. Anche in questo caso non è stato possibile utilizzare questo strumento.

Ad ogni modo, la misura oggettiva non necessariamente avrebbe aggiunto qualcosa in più. In tanti contesti diagnostici dei disturbi del sonno la misura di eccellenza è il diario e, dunque, è il soggetto stesso che risponde a una specifica griglia di domande nei successivi minuti al risveglio. Il vantaggio di uno strumento così è l’assenza di costo e di essere anche facilmente attuabile. Anche se avessimo utilizzato misure oggettive, i risultati non sarebbero stati verosimilmente molto diversi. Infatti, tra misure self report e l’actigrafia vi è un accordo molto elevato.

 

Come spiegherebbe l’assenza di significatività dei risultati nel Pittsburgh Sleep Quality Index?

Il Pittsburgh Sleep Quality Index è una misura retrospettiva in cui viene chiesto ai soggetti di stimare alcune caratteristiche del sonno nel mese che precede la valutazione. È una misura che quantifica l’alterazione della qualità del sonno. Non ci aspettavamo un dato molto particolare, poiché non abbiamo inciso sui disturbi del sonno. Quello che abbiamo fatto è stato incidere sulla durata del sonno. Anche se i risultati non si sono mostrati significativi da un punto di vista statistico, questi sono comunque andati nella direzione attesa di un relativo miglioramento anche nella qualità del sonno.

Foto Wokandapix

Per eventuali ricerche future, ritiene sia utile poter differenziare gli studenti che riposano il pomeriggio da coloro che non lo fanno?

In questo studio la presenza di sonnellini diurni è stata valutata, ma non in maniera longitudinale, ovvero non per tutto il corso dello studio. Ogni studio futuro dovrebbe, ad ogni modo, meglio monitorare eventuali recuperi pomeridiani di sonno. Riguardo al come farlo, un fattore da tenere in considerazione sarebbe il cronotipo. Per quanto riguarda l’adesione dei nostri ritmi biologici e psicologici al modello circadiano la maggior parte di noi è sincronizzata su una tipologia intermedia in cui abbiamo adattato i nostri picchi di attività certi momenti del giorno.

Ma esistono due code della distribuzione: i mattutini e i serotini. Questi individui hanno una serie di variabili fisiologiche, ormonali e prestazionali spostate in maniera coerente alla loro tipologia. Nello specifico, il mattutino ha dei picchi legati alle prime ore del mattino e il serotino nella parte serale. Questo è un aspetto può essere manipolato. Un progetto quando viene costruito potrebbe prendere in considerazione non solo le singole classi, ma anche i cronotipi estremi e indagare su come rispondono al posticipo dell’orario.

Naturalmente ci si aspetta che siano i serotini a beneficiarne di più e i mattutini o ne beneficiano meno o non ne beneficiano affatto. Questo sarebbe da un punto di vista di pianificazione un aspetto molto facile da valutare e considerare. Infatti, nell’idea di un futuro in cui ipoteticamente l’organizzazione scolastica comincia a tener conto di queste conoscenze, è quella che è più facile da realizzare. Si potrebbero, in questo modo, comporre le classi in maniera oculata così da rispettare il cronotipo preferenziale dei singoli studenti. I mattutini verranno messi in classi tradizionali e i serotini in classi che posticipano l’orario di inizio delle lezioni.

ingresso orario scuola rendimento
Foto StockSnap

Lei pensa che i risultati ottenuti dal vostro lavoro possano essere estesi anche a contesti non scolastici? 

Assolutamente si. Prima però di muoverci ad altri contesti lavorativi rimaniamo ancora in quello scolastico. Nella scuola non ci sono solo gli studenti, ma anche gli insegnanti. Spesso noi insegnanti universitari ci troviamo a dover alternare anni accademici in cui si insegna la mattina ed anni in cui si insegna il pomeriggio. Parlando a titolo personale, essendo io un serotino, l’anno accademico in cui devo insegnare la mattina non mi rende particolarmente felice e se possibile cerco di farmi sempre posticipare un po’ la lezione nella composizione dei calendari delle lezioni.

Questo per dire che tutto ciò di cui abbiamo parlato nella prima parte, vale tanto per gli studenti quanto per gli insegnanti. Tuttavia, per quanto strano, mi sembra di ricordare che in tutti gli studi pubblicati finora hanno sempre guardato gli studenti e mai gli insegnanti, che avrebbero meritato anche loro di essere oggetto di studio. Per rispondere più specificatamente alla sua domanda, negli ultimi anni si è osservato un aumento di diverse organizzazioni professionali che rimangono attive 24h su 24: mentre fino a qualche decennio fa il turnismo era limitato al pronto soccorso ed ai mestieri di emergenza, ora sempre più categorie professionali ne sono interessate. Dunque, una parte sempre più cospicua della popolazione lavora in momenti cronobiologicamente non adatti. Non a caso, si parla proprio di “sindrome dei turnisti” riferendosi ad una costellazione di disturbi che sono conseguenze di questo drammatico sfasamento tra le attività lavorative e il proprio ritmo biologico.

Di conseguenza, la politica e le organizzazioni lavorative dovrebbero iniziare a considerare seriamente tutti quei fattori che minimizzano le conseguenze delle “sindromi dei turnisti”. Io stesso ho aperto un filone di ricerca sui turnisti in ambito infermieristico per documentare quanto l’errore in medicina del personale medico e paramedico (soprattutto durante i turni notturni) sia conseguente a questa desincronizzazione circadiana (Di Muzio et al., 2020; Di Muzio et al., 2019). Si tenga conto, per esempio, che qualche anno fa il British Medical Journal (Macary & Daniel, 2016), un autorevole giornale scientifico, ha pubblicato una drammatica statistica epidemiologica sulle cause di morte nel mondo: dopo i disturbi cardiocircolatori e le malattie oncologiche, la terza causa di morte nel mondo è la morte in contesti ospedalieri.

Non si può banalizzare questa osservazione perché si tratta di un fenomeno complesso ma una larga parte dei decessi dovuta agli errori in medicina è legato alle conseguenze del lavoro a turni. Quindi certamente queste osservazioni valgono anche per tutti gli altri contesti lavorativi, soprattutto quelli in cui le attività si svolgono in momenti cronobiologicamente non adatti. C’è da tener conto che la branca della cronobiologia ha numerose declinazioni, tra cui quella della cronofarmacologia, in cui si studiano quali sono i momenti dell’intero ciclo giornaliero in cui l’efficacia di certi principi attivi viene minimizzata o massimizzata. In definitiva, il ritmo cronobiologico è qualcosa che in futuro dovrebbe sempre più orientare certe scelte di carattere non solo farmacologico ma anche lavorativo e sociale.

 

 

 

 

 

 

Bibliografia

Alfonsi, V., Palmizio, R., Rubino, A., Scarpelli, S., Gorgoni, M., D’Atri, A., Pazzaglia, M., Ferrara, M., Giuliano, S., & De Gennaro, L. (2020). The association between school start time and sleep duration, sustained attention, and academic performance. Nature and Science of Sleep, 12, 1161–1172.

Di Muzio, M., Diella, G., Di Simone, E., Novelli, L., Alfonsi, V., Scarpelli, S., Annarumma, L., Salfi, F., Pazzaglia, M., Giannini, A. M., & De Gennaro, L. (2020). Nurses and Night Shifts: Poor Sleep Quality Exacerbates Psychomotor Performance. Frontiers in neuroscience14, 579938.

Di Muzio, M., Reda, F., Diella, G., Di Simone, E., Novelli, L., D’Atri, A., Giannini, A., & De Gennaro, L. (2019). Not only a Problem of Fatigue and Sleepiness: Changes in Psychomotor Performance in Italian Nurses across 8-h Rapidly Rotating Shifts. Journal of clinical medicine8(1), 47.

Jenni, O. G., Achermann, P., & Carskadon, M. A. (2005). Homeostatic sleep regulation in adolescents. Sleep, 28(11), 1446–1454.

Louzada, F. (2019). Adolescent sleep: a major public health issue. Sleep science, 12(1), 1.

Makary, M. A., & Daniel, M. (2016). Medical error-the third leading cause of death in the US. British Medical Journal, 353, i2139.

Wright, K. P., Jr, Gronfier, C., Duffy, J. F., & Czeisler, C. A. (2005). Intrinsic period and light intensity determine the phase relationship between melatonin and sleep in humans. Journal of biological rhythms, 20(2), 168–177.

 

 

 

 

Ricerca per il contrasto dei tumori solidi presso il Dipartimento di Scienze Farmaceutiche Unipg finanziata dalla Fondazione Veronesi  

ricerca tumori solidi UniPG Andrea Astolfi
il dottor Andrea Astolfi dell’UniPG, tra gli autori della ricerca sulla proteina AKT, una proteina chiave nella proliferazione e nella sopravvivenza di diversi tipi di tumori solidi come il cancro al seno, o di tumori rari come la leucemia mieloide acuta

La Fondazione Umberto Veronesi ha finanziato il progetto “Tuning the Precision Oncology on the PI3K/AKT/mTOR pathway” presentato dal dottore Andrea Astolfi e coordinato dalla Professoressa Maria Letizia Barreca, professore Associato del Dipartimento di Scienze Farmaceutiche dell’Università degli Studi di Perugia.

Lo scopo del progetto – premiato nell’ambito del bando Post-Doctoral Fellowship 2021 – è quello di individuare nuove molecole in grado di colpire selettivamente AKT, una proteina chiave nella proliferazione e nella sopravvivenza di diversi tipi di tumori solidi come il cancro al seno, o di tumori rari come la leucemia mieloide acuta.

Lo studio ha inoltre l’obiettivo di costruire una piattaforma online facilmente consultabile contenente tutte le informazioni note riguardanti l’inibizione di AKT e di altre proteine coinvolte nel suo pathway, come PI3K e mTOR. Questo strumento digitale potrà supportare la comunità scientifica nella ricerca e sviluppo di nuove strategie nell’oncologia di precisione.

Risultato di grande prestigio per i due scienziati per l’Università degli Studi di Perugia: la Fondazione ha ricevuto ben 557 domande, tutte di altissimo profilo. La Fondazione Veronesi nel 2021 erogherà 110 borse di ricerca annuali, raggiungendo ricercatori in 44 Istituti di Ricerca e Università di 27 differenti città.

Testo e foto dall’Università degli Studi di Perugia

ERC 2020  – LA RICERCATRICE DI UNITO CHIARA AMBROGIO SI AGGIUDICA IL CONSOLIDATOR GRANT

Alla ricercatrice Chiara Ambrogio del Centro di Biotecnologie Molecolari dell’Università di Torino un finanziamento di 2 milioni di euro per lo studio sulle mutazioni del gene KRAS, tra le principali cause del cancro ai polmoni, al pancreas e al colon

Chiara Ambrogio gene KRAS consolidator grant ERC 2020
La ricercatrice UniTO Chiara Ambrogio, che si è aggiudicata il Consolidator Grant per lo studio del gene KRAS

Mercoledì 9 dicembre 2020, lo European Research Council (ERC), organismo dell’Unione Europea che attraverso finanziamenti competitivi sostiene l’eccellenza scientifica, ha pubblicato la lista dei progetti vincitori dei Consolidator Grant. Tra i lavori finanziati c’è quello di Chiara Ambrogio, ricercatrice del Centro di Biotecnologie Molecolari dell’Università di Torino, che ha presentato il progetto dal titolo “KARMA – Dalla comprensione delle dinamiche della membrana KRAS-RAF alle nuove strategie terapeutiche nel cancro”. Il grant, riservato ai ricercatori che vantano tra i 7 e i 12 anni di esperienza dal completamento del dottorato di ricerca e un ricco curriculum scientifico, consiste in un finanziamento del valore di 2 milioni di euro.

Il progetto della Dott.ssa Ambrogio si concentra sullo studio delle mutazioni del gene KRAS. Tali mutazioni possono innescare una crescita cellulare anomala che, a sua volta, può causare il cancro ai polmoni, al pancreas e al colon. Sebbene le mutazioni KRAS siano state scoperte più di 30 anni fa, una comprensione dettagliata delle proprietà biologiche dei tumori causati da questo gene mutato è ancora lontana. Chiara Ambrogio utilizzerà il suo nuovo finanziamento dell’ERC per indagare i processi che innescano l’iperattivazione di KRAS sulla membrana cellulare. La conoscenza approfondita di questi meccanismi sarà fondamentale per scoprire nuove strategie per trattare i pazienti con tumori causati da mutazioni nel gene KRAS.

La carriera della Dott.ssa Ambrogio ha un interessante profilo internazionale. Dopo una laurea in biotecnologie mediche e un dottorato in immunologia e biologia cellulare all’Università di Torino, si è trasferita a Madrid nel 2009 per lavorare al Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO). Nel 2016 si è spostata negli Stati Uniti, al Dana Farber Cancer Institute (DFCI) di Boston, per completare la sua formazione traslazionale. Nel 2019, grazie alla vittoria del grant Career Development Award della Fondazione Giovanni Armenise Harvard, che promuove la ricerca di base in campo biomedico finanziando giovani scienziati che dall’estero vogliono lavorare in Italia, ha creato un gruppo di ricerca presso il Centro di Biotecnologie Molecolari dell’Università di Torino (MBC), tornando a svolgere la sua attività scientifica nel nostro Paese.

“Questa è un’enorme opportunità per portare avanti progetti di ricerca di valenza internazionale nel nostro Centro – dichiara Chiara Ambrogio – oltre a essere un’occasione per dare visibilità a tutto l’Ateneo”.

“La centralità della ricerca scientifica – dichiara Stefano Geuna, Rettore dell’Università di Torino – è uno dei valori fondamentali del nostro Ateneo. Il prestigioso riconoscimento ottenuto dalla Dott.ssa Ambrogio è la conferma che stiamo lavorando nella giusta direzione, supportando i giovani scienziati e i loro progetti. Il nostro obiettivo è continuare ad attrarre talenti, nella ferma convinzione che solo così potremo contribuire allo sviluppo e al progresso in campo scientifico, in Italia e in Europa”.

Testo e foto dall’Università degli Studi di Torino

Ricerca sull’atrofia muscolare in pazienti tumorali terminali, coordinata dal professor Guglielmo Sorci, è stata finanziata dalla Fondazione AIRC 

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Il gruppo di ricerca del professor Guglielmo Sorci

La Fondazione AIRC per la Ricerca sul Cancro ha finanziato, per un totale di 408.000 euro in 5 anni, il progetto “Preclinical targeting of RAGE (receptor for advanced glycation end-products) to counteract cancer cachexia” coordinato dal professor Guglielmo Sorci, Ordinario di Anatomia Umana del Dipartimento di Medicina e Chirurgia dell’Università degli Studi di Perugia.

“Il progetto ha lo scopo di comprendere l’effettivo ruolo del recettore RAGE nel sostenere la cachessia indotta da cancro, un particolare tipo di atrofia muscolare: un evento che interessa oltre la metà dei pazienti tumorali terminali e che è causa di morte in molti di essi – spiega il professor Sorci -. Si prefigge, inoltre, di valutare l’effetto dell’uso di inibitori di RAGE o inibitori di ligandi di questo recettore in una serie di modelli pre-clinici, nonché di stabilire una correlazione tra modelli pre-clinici e pazienti cachettici riguardo all’espressione di RAGE a livello muscolare e sierico. L’inibizione farmacologica di RAGE potrebbe rappresentare un promettente approccio per contrastare l’atrofia muscolare in condizioni di cachessia e potrebbe essere utilizzata come esercizio-mimetico in pazienti cachettici con elevata debolezza muscolare”.

Il professor Guglielmo Sorci

Inoltre – viene evidenziato -, RAGE e i suoi ligandi potrebbero rappresentare importanti biomarker per monitorare lo stato cachettico e l’efficacia di trattamenti anti-cachettici, il che riveste una rilevante importanza dato che al momento non esistono biomarker specifici per la cachessia.

Il progetto si avvale della collaborazione di una serie di centri universitari (Roma Sapienza, Torino, Padova, Milano) e fa seguito ad una serie di studi sul recettore RAGE condotti nei laboratori dell’Università degli Studi di Perugia (www.myolab-unipg.com).

Testo e foto dall’Università degli Studi di Perugia sulla ricerca sull’atrofia muscolare in pazienti tumorali terminali, coordinata dal professor Guglielmo Sorci.