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Sensori stampabili per un approccio orientato al paziente
Un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Psicologia della Sapienza e dell’IRCCS Fondazione Santa Lucia, in collaborazione con Braintrends, azienda italiana di neuroscienze e tecnologie applicate con sede a Roma e con il Dipartimento di Ingegneria dell’informazione dell’Università di Padova, ha elaborato e proposto sulla rivista Scientific Reports un nuovo sistema di elettrodi a basso costo e personalizzato per il riconoscimento dei gesti. La ricerca ha grandi applicazioni nella riabilitazione da malattie o lesioni neuromotorie.

Sensori stampabili per un approccio orientato al paziente

L’elettromiografia di superficie (sEMG) rappresenta l’approccio classico e non invasivo per indagare l’attività muscolare: due elettrodi collocati sulla pelle misurano la differenza di tensione tra le due posizioni sopra il muscolo da esaminare, permettendo di registrare l’attività muscolare durante qualsiasi attività motoria, come la presa di un oggetto, il movimento degli arti e persino l’andatura.

Ecco perché tale metodica è molto utilizzata nella realizzazione e nel controllo di protesi robotiche come interfaccia muscolo-computer per il controllo dei dispositivi riabilitativi: in questo contesto svolge un ruolo rilevante il riconoscimento di gesti specifici, o gesture recognition, basato sulla sEMG con l’obiettivo di interpretare i gesti umani attraverso algoritmi matematici.

sensori stampabili paziente
Sensori stampabili per un approccio orientato al paziente

Un team di ricercatori coordinato da Viviana Betti del Dipartimento di Psicologia della Sapienza, in collaborazione con l’azienda romana di ricerca applicata in neuroscienze BrainTrends e l’Università di Padova, ha sviluppato dei sensori a basso costo, di facile utilizzo e velocemente realizzabili grazie alla stampa a getto d’inchiostro, per acquisire e analizzare i segnali sEMG.

Lo studio, condotto presso il laboratorio di Neuroscienze e tecnologie applicate dell’IRCCS Santa Lucia e pubblicato sulla rivista scientifica Scientific Reports, ha visto anche la collaborazione del Consorzio nazionale inter-universitario per le telecomunicazioni di Roma (Cnit) e il Centro nazionale di neurologia e psichiatria giapponese (Ncnp).

Sensori stampabili per un approccio orientato al paziente

I sensori sono stati realizzati con inchiostri a base di nanoparticelle d’argento (AgNP), ampiamente impiegati per la prototipazione rapida di elettrodi sEMG. Rispetto ai nanomateriali emersi e utilizzati negli ultimi anni, come grafene, nanofili d’argento e nanotubi di carbonio, che mostrano significativi limiti quali mancanza di riproducibilità, conduttività limitata, instabilità e costi solitamente elevati, gli inchiostri AgNP commerciali sono molto più stabili e riproducibili, garantendo migliori prestazioni. Inoltre, tali sensori sono progettabili in modo completamente personalizzato, a seconda dell’applicazione e delle esigenze dell’utente finale.

Finora l’impiego dell’elettromiografia di superficie nel campo delle neuroscienze per misurare il segnale elettromiografico durante scenari di vita quotidiana, è stato limitato a causa di complesse procedure di fabbricazione, materiali costosi e la necessità di una notevole preparazione degli operatori. Questa ricerca propone invece un completo cambio di paradigma nella prototipazione e nella produzione di sensori sEMG stampabili: introduce una tecnologia di fabbricazione print and play ultrarapida, economica e sfruttabile da qualsiasi laboratorio, per sistemi di misurazioni elettrofisiologiche personalizzabili, anche senza specifiche competenze. L’idea è di fornire ai clinici una piattaforma di fabbricazione costituita da strumenti di facile impiego. A questo scopo il team di ricerca è stato in grado di ottimizzare ogni fase del processo produttivo, per mantenere bassi i costi, e tutti i materiali necessari sono disponibili in commercio.

“Abbiamo progettato matrici sEMG a 8 canali per misurare l’attività muscolare dell’avambraccio, utilizzando inchiostri innovativi a base di nanoparticelle d’argento per stampare i sensori direttamente incorporati in ogni matrice, con una stampante commerciale a getto d’inchiostro – dichiara Viviana Betti della Sapienza – abbiamo poi acquisito i dati sEMG multicanale dai 12 partecipanti, mentre eseguivano ripetutamente dodici movimenti standard delle dita, sei estensioni e sei flessioni”.

I sensori sono risultati in grado di registrare valori significativamente simili tra le differenti ripetizioni di uno stesso gesto, per ciascun partecipante, e una differenza abbastanza ampia tra i diversi movimenti.

Confrontati vari modelli predittivi, è emerso un buon livello di accuratezza complessiva della classificazione nel riconoscimento di specifici gesti delle dita della mano (93-95%), sia per la flessione che per l’estensione.

“Infine – continua Betti – utilizzando simulazioni FEM, (metodo a elementi finiti) si potrebbero ottenere anche ulteriori personalizzazioni dell’acquisizione sEMG, per adattarla a diversi scopi: rendendola, ad esempio, meno invadente nel monitoraggio continuo nella vita quotidiana, o con una configurazione più densa per test clinici molto fini, durante l’allenamento motorio”.

A differenza di numerose altre interfacce uomo-macchina che, come ampiamente dimostrato, hanno una buona trasduzione del segnale e classificazioni appropriate e accurate, la trasduzione del segnale EMG resta invece un punto critico, in particolare per quelle applicazioni che richiedano geometrie di elettrodi personalizzate e che si adattino a esigenze specifiche del paziente.

Questo lavoro contribuisce agli sforzi della ricerca sullo sviluppo di strumenti nuovi e a basso costo, che permettano di evolvere verso applicazioni indossabili, scalabili e personalizzabili. Il fine ultimo del lavoro è aiutare pazienti e operatori sanitari a migliorare la pratica clinica e la fase di riabilitazione da malattie o lesioni neuromotorie, con un approccio al paziente sempre più personalizzato.

 

Riferimenti:

Inkjet-printed fully customizable and low-cost electrodes matrix for gesture recognition – Giulio Rosati, Giulia Cisotto, Daniele Sili, Luca Compagnucci, Chiara De Giorgi, Enea Francesco Pavone, Alessandro Paccagnella, Viviana Betti. Scientific Reports 2021 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-021-94526-5

Testo e foto dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma

Intelligenza artificiale, la Sapienza al vertice del Laboratorio nazionale del CINI

Daniele Nardi del Dipartimento di Ingegneria informatica automatica e gestionale è stato nominato Direttore del Laboratorio nazionale Artificial Intelligence and Intelligent Systems del Consorzio interuniversitario nazionale per l’informatica.

Daniele Nardi
Daniele Nardi, docente della Sapienza, nominato Direttore del Laboratorio nazionale Artificial Intelligence and Intelligent Systems del CINI

Daniele Nardi, docente di Intelligenza Artificiale del Dipartimento di Ingegneria informatica automatica e gestionale “Antonio Ruberti” della Sapienza, è stato nominato Direttore del Laboratorio nazionale Artificial Intelligence and Intelligent Systems del CINI (Consorzio Interuniversitario Nazionale per I’Informatica).

La nomina rappresenta un ulteriore riconoscimento per la Sapienza che è stata la culla dell’Intelligenza Artificiale in Italia, avendo attivato il primo insegnamento in questa disciplina agli inizi degli anni ’90, la prima laurea magistrale in Intelligenza Artificiale e Robotica nel 2009 e attivato quest’anno una delle cinque componenti del Dottorato Nazionale in Intelligenza Artificiale.

La Sapienza oggi vanta uno dei più significativi gruppi di ricercatori ed esperti in intelligenza artificiale, di assoluto valore internazionale.

 

“Siamo certi che, anche con il supporto di tutte le altre aree del sapere che si sono avvicinate all’intelligenza artificiale nel recente passato – dichiara la rettrice Antonella Polimeni – la direzione del professor Nardi contribuirà ad azioni strategiche tali da consentire all’Italia di essere competitiva in questa disciplina che potrà rappresentare il trampolino di lancio per progetti di grande impatto scientifico.”

Il Laboratorio Nazionale Artificial Intelligence and Intelligent Systems del CINI ha l’obiettivo di rafforzare la ricerca italiana nel settore dell’intelligenza artificiale, supportando il ruolo dell’Italia nel mondo, di sostenere l’industria italiana promuovendo il trasferimento tecnologico dalla ricerca alla imprenditorialità, di supportare la società italiana attraverso lo sviluppo di applicazioni in grado di migliorare i servizi per i cittadini e di contribuire a nuove visioni dell’intelligenza artificiale per un suo uso consapevole e rispettoso dei principi etici.

 

Testo e foto dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma

Svelato il motivo per cui i bambini si ammalano molto meno di Covid-19: una molecola “chiave” che apre le porte al virus è meno attiva

Lo hanno scoperto i ricercatori del CEINGE-Biotecnologie Avanzate di Napoli, studiando i meccanismi di attacco del virus all’interno delle prime vie respiratorie in soggetti di età inferiore o superiore ai 20 anni

Fin dall’inizio della pandemia medici e ricercatori si sono interrogati riguardo i motivi della differente espressività clinica dell’infezione da SARS-CoV-2 in età pediatrica.  I bambini ed i giovani di età inferiore ai 20 anni hanno infatti una suscettibilità a contrarre l’infezione pari a circa la metà rispetto agli adulti e, oltre ad essere molto spesso asintomatici, presentano quadri clinici comunque molto meno severi (e più spesso a carico del tratto gastrointestinale) con una prognosi nettamente migliore ed una letalità decisamente inferiore rispetto agli adulti.

bambini COVID-19
Svelato il motivo per cui i bambini si ammalano molto meno di Covid-19. Foto di Alexandra_Koch

Il gruppo di ricercatori coordinati da Roberto Berni Canani, professore di Pediatria dell’Ateneo Federico II e Principal Investigator del CEINGE-Biotecnologie Avanzate, ha finalmente svelato la causa di queste differenze.

Gli studiosi hanno analizzato i campioni biologici ottenuti dalle alte vie del respiro e dall’intestino (le due principali vie di ingresso del Coronavirus nel nostro organismo) di bambini e adulti sani ed hanno dimostrato che una molecola, denominata Neuropilina 1, nel tessuto epiteliale nasale dei bambini è molto meno espressa.  Si tratta di un recettore in grado di potenziare l’entrata del virus SARS-CoV2 nelle cellule e la diffusione nell’organismo. La Neuropilina1 ha un ruolo cruciale nel consentire l’attacco al recettore ACE-2 con cui la proteina spike del Coronavirus si lega per entrare nelle cellule dell’ospite.

Lo studio, che sarà pubblicato sul prossimo numero della prestigiosa rivista Frontiers in Pediatrics*, è frutto di una collaborazione tra gruppi di ricerca operanti presso il CEINGE-Biotecnologie Avanzate e guidati rispettivamente da Roberto Berni Canani (tra l’altro membro della Task Force per gli studi del Microbioma dell’Università di Napoli Federico II) e Giuseppe Castaldo (professore dell’Università Federico II, Principal Investigator e coordinatore della Diagnostica CEINGE), con i gruppi di ricerca dell’Università degli Studi Federico II, guidati da Elena Cantone e Nicola Gennarelli e dell’Università Vanvitelli, guidati da Caterina Strisciuglio.

«Abbiamo identificato un importante fattore in grado di conferire protezione contro SARS-CoV-2 nei bambini – afferma Roberto Berni Canani – che si aggiunge ad altri fattori immunologici che stiamo studiando. La definizione di questi co-fattori sarà molto utile per la creazione di nuove strategie per la prevenzione ed il trattamento del COVID-19».

 

* Frontiers in Pediatrics 2021 – Age-related differences in the expression of most relevant mediators of SARS-CoV-2 infection in human respiratory and gastrointestinal tract– Roberto Berni Canani, Marika Comegna, Lorella Paparo, Gustavo Bruno, Cristina Bruno, Caterina Strisciuglio, Immacolata Zollo, Antonietta G Gravina, Erasmo Miele, Elena Cantone, Nicola Gennarelli, Rita Nocerino, Laura Carucci, Veronica Giglio, Felice Amato Giuseppe Castaldo.

 

 

Il CEINGE-Biotecnologie avanzate è un centro di ricerca e di diagnostica dell’Azienda Ospedaliera Universitaria Federico II e dell’Ateneo Federico II, che opera nel campo delle malattie onco-ematologiche (prevenzione, diagnosi e terapie dei tumori solidi e non), delle malattie genetiche ereditarie (prenatali e postnatali) e acquisite, delle malattie congenite del metabolismo, delle malattie rare e delle malattie neurodegenerative.

 

Testo dall’Ufficio Stampa Università Federico II di Napoli

INFEZIONI VIRALI, LO STUDIO CHE RIVELA NUOVE STRADE PER LA TERAPIA

La scoperta dei ricercatori del Laboratorio di Patogenesi delle Infezioni Virali, Dipartimento di Scienze della Sanità Pubblica e Pediatriche dell’Università di Torino

infezioni virali terapia
Infezioni virali, su Nature Communications lo studio che rivela nuove strade per la terapia. Da sinistra, il professor Marco De Andrea e il professor Santo Landolfo

Scoperta una nuova modalità utilizzata dai virus per replicarsi all’interno delle cellule umane. È il risultato di uno studio appena pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale Nature Communications. Coordinati dai Professori Santo Landolfo e Marco De Andrea, co-fondatori anche dello spin-off NoToVir, i ricercatori del laboratorio di Patogenesi delle Infezioni ViraliDipartimento di Scienze della Sanità Pubblica e Pediatriche dell’Università di Torino, hanno scoperto un nuovo meccanismo associato alla replicazione virale che apre nuove possibilità allo sviluppo di farmaci antivirali.

L’infezione virale

Il citomegalovirus umano (HCMV) è un herpesvirus che infetta una larga percentuale della popolazione umana. Sebbene l’infezione sia spesso innocua nei soggetti sani, può portare a gravi conseguenze in individui con un sistema immunitario deficitario, come i pazienti trapiantati o i malati di AIDS. Inoltre, l’infezione congenita da HCMV è la causa più comune di malformazioni fetali e neonatali nei paesi sviluppati. Più recentemente, HCMV è stato collegato a malattie autoimmuni e degenerative, come l’aterosclerosi, malattie vascolari e l’invecchiamento cerebrale precoce, nonché ad alcuni tipi di tumori.

Una delle strategie escogitate dal virus per favorirne la replicazione consiste nel modificare le proteine cellulari dell’ospite, alterando così la loro localizzazione e la loro attività funzionale. Una di queste modifiche, nota per essere associata a malattie di tipo degenerativo, è la citrullinazione. Sebbene il processo di citrullinazione sia stato descritto, e utilizzato anche a scopo diagnostico, in diverse condizioni infiammatorie, come l’artrite reumatoide, il lupus eritematoso sistemico, il morbo di Alzheimer, la sclerosi multipla, l’aterosclerosi e in diverse forme di cancro, nessuno aveva finora correlato la citrullinazione con le infezioni virali.

La scoperta

I ricercatori impegnati in questo studio hanno dimostrato non solo che il virus può indurre il processo di citrullinazione, ma anche che alcune proteine cellulari a forte attività antivirale sono quelle maggiormente modificate e inibite. Per la prima volta è stato svelato il cosiddetto “citrullinoma” (il complesso di tutte le proteine cellulari citrullinate) associato ad infezione virale. Inoltre, l’utilizzo di molecole che specificamente bloccano le modifiche delle proteine cellulari può drasticamente ridurre il processo infettivo, limitando la disseminazione del virus.

Nuove terapie

Alcune delle problematiche legate all’utilizzo dei farmaci antivirali, in particolare dei farmaci anti-erpetici, sono rappresentate dalla tossicità delle molecole utilizzate e dalla loro capacità di indurre “resistenza” (i farmaci possono diventare inefficaci col tempo). Lo studio in oggetto, frutto della collaborazione con gruppi internazionali ed in parte finanziato dalla comunità europea, evidenzia per la prima volta come anche delle molecole che non colpiscono direttamente il virus possono essere utili per bloccarne la replicazione, aprendo prospettive concrete per la terapia delle sopra citate patologie, ovviando così agli effetti collaterali degli antivirali oggi disponibili. Attualmente, il gruppo di ricercatori è impegnato a valutare l’impatto di questo meccanismo anche nei confronti di altre infezioni virali, inclusa l’infezione da SARS-CoV-2.

«I risultati ottenuti – ha spiegato il Prof. Santo Landolfo – sono molto incoraggianti, e chiariscono un aspetto della replicazione dei virus finora sconosciuto che potrà essere sfruttato per lo sviluppo di nuovi farmaci antivirali. Inoltre, poiché HCMV è stato implicato anche nello sviluppo di altre malattie, comprese quelle autoimmuni, cardiovascolari e alcuni tumori, tutte caratterizzate da un alto grado di citrullinazione delle proteine cellulari, è possibile che la citrullinazione mediata da HCMV costituisca anche un evento chiave nella patogenesi di tali patologie. Attualmente la nostra attività di ricerca è mirata a chiarire proprio questi aspetti, con lo scopo finale di individuare nuove opzioni terapeutiche per pazienti affetti da diverse malattie».

 

Testo e foto dall’Università degli Studi di Torino

IL COVID-19 HA MESSO A RISCHIO LA CONSERVAZIONE DEI PIPISTRELLI?

Uno studio coordinato dal Prof. Sandro Bertolino, docente del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi dell’Università di Torino e condotto da un team di ricercatori italiani, ha analizzato la diffusione di notizie nel 2020 che associano i pipistrelli alla diffusione di SARS CoV-2, il virus responsabile del Covid-19. Secondo la ricerca i pipistrelli sono stati al centro di una ‘bolla mediatica’ che li ha demonizzati, con conseguenze potenzialmente pericolose per la conservazione di questi mammiferi.

pipistrelli COVID-19 conservazione
Miniopterus schreibersii bassanii. Foto di Steve Bourne, CC BY-SA 4.0

Nel 2020, pochi mesi dopo la notizia della diffusione di SARS-CoV-2 oltre i confini cinesi, molti giornali, siti web e social network, hanno spesso identificato i pipistrelli come responsabili certi della diffusione del virus all’uomo. Un gruppo di ricercatori italiani, coordinati dal Prof. Sandro Bertolino, docente di Ecologia del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi dell’Università di Torino, ha voluto quantificare la dimensione di questa ‘bolla mediatica’ che ha colpito i pipistrelli associandoli al COVID-19. Il lavoro è stato pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica Mammal Review.

I ricercatori hanno cercato di analizzare se, in concomitanza con la diffusione del Covid, fosse avvenuto un aumento delle ricerche su internet sui pipistrelli. Su Google Trends i ricercatori hanno verificato come, dal 2016 al 2019, ci fosse una predominanza di termini non direttamente associati ai pipistrelli, come halloween e baseball (baseball bat è la mazza da baseball). Dal 2020, le ricerche della parola ‘bats’ su Google e Wikipedia sono aumentate notevolmente. Inoltre, il termine ‘bats’ è stato in prevalenza correlato a parole come “Wuhan”, “China”, “Virus”, “eating”, a indicare la percezione in molte persone di un legame diretto tra i pipistrelli e la pandemia da Covid-19.

Il fenomeno è stato osservato su scala globale, esaminando le ricerche in 8 lingue e per 21 Paesi. Lo stesso risultato è stato ottenuto consultando il Television News Archive (https://www.gdeltproject.org/), un archivio contenente la raccolta completa di notizie quotidiane diffuse dalle nove maggiori emittenti televisive degli Stati Uniti.

“Televisioni e giornali hanno enfatizzato il ruolo dei pipistrelli nella diffusione di SARS-CoV-2, dando spesso per scontato ciò che è ancora dibattuto a livello scientifico” spiega il Prof. Sandro Bertolino, docente di Ecologia del Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi dell’Università di Torino. “L’immagine pubblica di questi mammiferi, importanti fornitori di servizi ecosistemici quali il controllo di molti insetti, anche dannosi per l’uomo, potrebbe quindi essersi deteriorata. I media hanno riportato notizie circa uccisioni di pipistrelli per paura che potessero diffondere il COVID-19. Lo studio lancia un allarme e sottolinea la necessità di fornire informazioni scientificamente accurate sui pipistrelli e su SARS-CoV-2 per evitare inutili cacce alle streghe”.

Articolo completo https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/mam.12261

Testo dall’Università degli Studi di Torino

Medicina di precisione: i nuovi nano-trasportatori ingegnerizzati dalla Sapienza per colpire in modo mirato ed eliminare le cellule tumorali

Un gruppo di ricercatori della Sapienza Università di Roma ha sviluppato una nuova nanoparticella ibrida in grado di veicolare in maniera efficace e selettiva gli agenti chemioterapici. I risultati dello studio, che potranno essere applicati per la cura di diversi tipi di tumore, sono stati pubblicati sulla rivista Journal of Nanobiotechnology.

nano-trasportatori cellule tumorali
Medicina di precisione: i nuovi nano-trasportatori ingegnerizzati dalla Sapienza per colpire in modo mirato ed eliminare le cellule tumorali

I nuovi strumenti terapeutici nella lotta contro il cancro, che sfruttano le possibilità derivanti dalle nanotecnologie, sono basati sul rilascio mirato all’interno delle cellule tumorali di piccoli frammenti di RNA, i cosiddetti microRNA. Nonostante però queste molecole possiedano un elevato potenziale per il trattamento del cancro, per garantirne l’efficacia è necessario indirizzarli selettivamente alle cellule neoplastiche.

In uno studio tutto italiano, i ricercatori dei dipartimenti di Scienze biochimiche A. Rossi Fanelli, di Scienze anatomiche istologiche medico legali e dell’apparato locomotore e di Chimica e tecnologia del farmaco della Sapienza hanno creato in laboratorio un nuovo sistema per il rilascio mirato di farmaci chemioterapici che utilizza specifiche molecole, i dendrimeri aminici, che agiscono come una sorta di spugna per i piccoli RNA.

Questi polimeri sono ampiamente studiati in proprio per la capacità “magnetica” che gli permette di legare gli acidi nucleici. Tuttavia, la loro intrinseca tossicità e l’assenza di selettività per specifici tipi cellulari ne ha sempre limitato l’utilizzo.

Nello studio pubblicato sulla rivista Journal of Nanobiotechnlogy, i ricercatori hanno incapsulato i dendrimeri in una nanoparticella di ferritina batterica, ingegnerizzata per riconoscere il recettore umano della transferrina, che risulta essere particolarmente abbondante sulla superficie di molte cellule tumorali come le cellule di leucemia promielocitica acuta, utilizzate per ottenere i risultati di questo lavoro.

“Considerate tali caratteristiche – spiega il Alberto Boffi del Dipartimento di Scienze biochimiche e coordinatore dello studio – la nanoparticella ibrida ha consentito di trasferire con successo, e quindi in maniera mirata ed efficace, un microRNA all’interno delle cellule malate”.

Il vantaggio del nuovo nano-trasportatore risiede nella sua capacità unica di autoassemblarsi e di poter bersagliare selettivamente diversi tipi di cellule tumorali, rilasciando a livello citoplasmatico il microRNA.

“Queste nanoparticelle – conclude Boffi – sono altamente versatili e potranno essere utilizzate in futuro per veicolare piccoli RNA e altre molecole terapeutiche, anche in maniera combinata”.

Riferimenti:

Self-Assembling Ferritin-Dendrimer Nanoparticles for Targeted Delivery of Nucleic Acids to Myeloid Leukemia Cells – Federica Palombarini, Silvia Masciarelli, Alessio Incocciati, Francesca Liccardo, Elisa Di Fabio, Antonia Iazzetti, Giancarlo Fabrizi, Francesco Fazi, Alberto Macone, Alessandra Bonamore, Alberto Boffi – Journal of Nanobiotechnology DOI:10.21203/rs.3.rs-426535/v1

 

Testo e immagine dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma

RICERCATORI UNITO SCOPRONO NUOVE POSSIBILI TERAPIE PER BLOCCARE LA CRESCITA DELLE CELLULE TUMORALI DI RICHTER

Due ricerche appena pubblicate su Blood, la più prestigiosa rivista internazionale di ematologia, e condotte da ricercatori del Dipartimento di Scienze Mediche dell’Università di Torino, dimostrano come sia possibile colpire farmacologicamente le cellule di Richter e bloccarne la crescita tumorale, con conseguente morte cellulare e riduzione, e in alcuni casi anche remissione, della malattia.

La sindrome di Richter è una complicanza che può insorgere nella leucemia linfatica cronica (nell’immagine). Foto di Mary Ann Thompson, CC BY-SA 3.0

La sindrome di Richter è un linfoma altamente aggressivo e rapidamente fatale per il quale al momento non vi sono terapie efficaci. Questa neoplasia, come le altre malattie, si può curare o per lo meno controllare se si conoscono i meccanismi biologici che la governano e se si tiene in considerazione il fatto che non tutti i pazienti presentano le stesse caratteristiche molecolari. Il 10-15% dei pazienti affetti da leucemia linfatica cronica, la più diffusa leucemia nei paesi occidentali, può andare incontro ad una evoluzione della malattia trasformando a Sindrome di Richter, con una aspettativa di vita di pochi mesi. Avere a disposizione delle terapie mirate in grado di colpire i meccanismi chiave di queste cellule tumorali è quindi una necessità clinica.

Due studi realizzati dall’Unità di Genomica Funzionale del Dipartimento di Scienze Mediche dell’Università di Torino appena pubblicati su Blood, la più prestigiosa rivista internazionale di ematologia, dimostrano come sia possibile colpire farmacologicamente le cellule di Richter, sfruttando sia anticorpi monoclonali che inibitori molecolari altamente selettivi. I risultati indicano che questi trattamenti sono in grado di bloccare la crescita tumorale, con conseguente morte cellulare e riduzione, e in alcuni casi anche remissione, della malattia.

I risultati di queste due ricerche indicano che il trattamento mirato delle cellule di Richter con un anticorpo anti-ROR1 coniugato con una tossina in grado di uccidere le cellule bersaglio o con farmaci selettivi già impiegati per il trattamento di altre neoplasie, Duvelisib e Venetoclax, determina un blocco della proliferazione a cui segue la regressione del tumore fino ad arrivare, in alcuni casi, alla remissione completa. Inoltre, disporre di un profilo molecolare delle cellule tumorali permette di stratificare meglio i pazienti, individuando coloro che sicuramente beneficeranno di un determinato trattamento farmacologico, rispetto a quelli che invece non sarebbero responsivi in quanto mancanti dei bersagli di questi farmaci. Questi risultati sono stati il punto di partenza per il reclutamento di pazienti affetti da sindrome di Richter in studi clinici che hanno l’obiettivo di validare nell’uomo l’efficacia di queste nuove terapie.

“Per sviluppare delle terapie anti-tumorali efficaci è necessario conoscere la malattia. Questo è possibile attraverso l’impiego di modelli sperimentali che ricapitolano le dinamiche molecolari e patologiche della neoplasia. Studiare come queste cellule si comportano è fondamentale per poter identificare i loro punti deboli e disegnare di conseguenza degli approcci farmacologici che vadano a colpire specificamente questi punti” spiega la Prof.ssa Tiziana Vaisitti, ricercatrice del Dipartimento di Scienze Mediche dell’Università di Torino“Il primo passo che abbiamo fatto è stato quello di sviluppare dei modelli murini detti PDX, acronimo inglese che indica gli xenotrapianti derivati da cellule di pazienti. In altre parole, si tratta di topi nei quali vengono impiantate cellule di tumori umani, mimando in questo modo la malattia umana. Questo approccio ci ha permesso di derivare il profilo molecolare delle cellule di Richter e di identificare dei possibili bersagli o perché espressi unicamente sulle cellule tumorali o perché molecole chiave nella regolazione di processi biologici attivi in queste cellule”.

Articoli completi

Vaisitti T et al., ROR1 targeting with the antibody-drug conjugate VLS-101 is effective in Richter syndrome patient–derived xenograft mouse models: https://ashpublications.org/blood/article/137/24/3365/474956/ROR1-targeting-with-the-antibody-drug-conjugate

Iannello A. et al., Synergistic efficacy of the dual PI3K-δ/γ inhibitor duvelisib with the Bcl-2 inhibitor venetoclax in Richter syndrome PDX models: https://ashpublications.org/blood/article/137/24/3378/475652/Synergistic-efficacy-of-the-dual-PI3K-inhibitor

Testo dall’Università degli Studi di Torino sullo studio per nuove possibili terapie per bloccare le cellule tumorali di Richter.

 

È rientrato all’Università di Torino, dove si era laureato, dopo 10 anni di ricerca sulla genomica e l’ingegneria cardiaca a Cambridge e Seattle

ALESSANDRO BERTERO, DAGLI USA A TORINO PER STUDIARE LE MALATTIE AL CUORE

Il ricercatore piemontese è il vincitore del Career Development Award della Fondazione Armenise Harvard, che finanzia fino a un milione di dollari per 5 anni per l’avvio di nuovi laboratori di ricerca in Italia. 

Alessandro Bertero. Crediti: Maurizio Marino

Torino, 2 luglio 2021. Alessandro Bertero ha scelto Torino per avviare un laboratorio in cui svolgere le proprie ricerche sul cuore.
È un po’ come tornare a casa, sono partito da neolaureato e ora che ho la possibilità di essere leader di un team di ricerca sulle malattie cardiache, ho scelto di ritornare a Torino.” – spiega Alessandro Berteroche per10 anni ha lavorato all’estero, all’Università di Cambridge e di Washington.
Come “dote”, Bertero porta un finanziamento di 1 milione di dollari (200.000 dollari all’anno per 5 anni) della Fondazione Giovanni Armenise Harvard, vinto dopo essersi aggiudicato il competitivo bando Career Development Award del 2020.

Grazie a questo finanziamento, Alessandro Bertero dà ufficialmente il via al suo nuovo Laboratorio Armenise-Harvard di Genomica dello Sviluppo ed Ingegneria Cardiaca al Molecular Biotechnology Center (MBC) dell’Università di Torino. Lo stesso Ateneo dove aveva iniziato la sua formazione scientifica con il biologo cellulare Guido Tarone, laureandosi nel 2009 in biotecnologie e specializzandosi nel 2011 in biotecnologie mediche.

Alessandro Bertero Torino
Alessandro Bertero. Crediti: Maurizio Marino

Dopo aver vinto una borsa di dottorato dalla “British Heart Foundation”, Bertero si è trasferito all’Università di Cambridge nel Regno Unito, dove ha lavorato sulle cellule staminali. Successivamente ha continuato la sua carriera a Seattle grazie a un finanziamento di EMBO, che gli ha permesso di specializzarsi nei meccanismi dello sviluppo cardiaco, con un focus sulla cardiomiopatia dilatativa ereditaria, una grave malattia genetica al cuore ad oggi curabile soltanto attraverso il trapianto d’organo.

“Conosciamo troppo poco le basi molecolari delle malattie cardiache, che restano la più comune causa di morte – spiega Bertero – e l’obiettivo del mio laboratorio sarà proprio quello di capire quali sono i geni coinvolti in queste gravi patologie. E magari, in futuro, la mia ricerca potrebbe portare allo sviluppo di nuovi approcci terapeutici, in particolare di medicina rigenerativa per le cardiopatie congenite, la più comune malformazione potenzialmente letale nei neonati. Chiarire i meccanismi di regolazione genica alla base dello sviluppo embrionale e delle patologie cardiache può infatti fornire le conoscenze necessarie per generare cellule e tessuti da utilizzare per la rimuscolarizzazione del cuore”. 

“Siamo orgogliosi di riportare in Italia e presso Università degli Studi di Torino un altro ricercatore eccellente – dichiara la Prof.ssa Fiorella Altruda, Direttrice del Molecular Biotechnology Center dell’Università di Torino – che si aggiunge ad altri, con un riconoscimento prestigioso dalla Fondazione Armenise Harvard. Il Centro di Biotecnologie Molecolari con il dipartimento di Biotecnologie Molecolari e Scienze per la Salute sta investendo su giovani che hanno maturato all’estero ottime competenze che dalla comprensione dei meccanismi cellulari aprono la via a nuovi approcci terapeutici. Il reclutamento di giovani ricercatori molto brillanti permette di aumentare la massa critica indispensabile per competere nella ricerca a livello internazionale.” 

33 anni e originario di Bra, comune in provincia di Cuneo, Alessandro Bertero è l’ultimo dei 29 vincitori del grant Career Development Award Armenise Harvard, che promuove la ricerca di base in campo biomedico.  Ogni anno la Fondazione premia uno o più promettenti giovani scienziati, italiani e non, che vogliano aprire un proprio laboratorio di ricerca in Italia.

Attualmente sono aperte le candidature per il Career Development Award 2021, con scadenza il prossimo 15 luglio. Tutte le informazioni sul sito della Fondazione Armenise Harvard https://armeniseharvard.org/

Testo dall’Università degli Studi di Torino

La NASA sceglie VERITAS: la Sapienza su Venere

La missione spaziale selezionata dalla Nasa per l’esplorazione di Venere vede coinvolto in maniera determinante il gruppo di ricerca della Sapienza guidato da Luciano Iess. VERITAS dovrà rispondere a molte domande sull’evoluzione di questo pianeta ancora misterioso che, da un passato molto simile a quello della Terra, è diventato uno dei luoghi più inospitali del sistema solare.

La missione spaziale VERITAS (Venus Emissivity, Radio Science, INSAR, Topography and Spectroscopy) a cui la Sapienza partecipa con un contributo fondamentale, è risultata vincitrice nella selezione delle missioni planetarie della Nasa. Lo ha comunicato la Nasa stessa il 2 giugno scorso nell’ambito della selezione delle prossime missioni di classe Discovery da 500 milioni di dollari.

VERITAS sarà lanciata tra il 2026 e il 2028 e ospiterà a bordo una strumentazione molto sofisticata finanziata dall’Agenzia spaziale italiana (ASI) a cui ha contribuito il gruppo di ricerca guidato da Luciano Iess, composto da giovani ricercatori della Sapienza.

“La forte presenza italiana nel team scientifico che ha portato alla selezione di VERITAS rappresenta un ulteriore esempio del ruolo della nostra università nella ricerca spaziale e nell’esplorazione del sistema solare – dichiara Luciano Iess, professore del Dipartimento di Ingegneria meccanica e aerospaziale della Sapienza – Questa missione ci permetterà di dare risposta a interrogativi che sono ormai rimasti aperti troppo a lungo”.

Veritas Venere
Un’immagine radar di quella che appare come una recente colata lavica, ripresa dalla sonda Magellan (NASA) piu’ di 25 anni fa

Venere infatti ha sempre suscitato grande interesse e fascino nella comunità scientifica. Gli unici dati globali sulla sua superficie e struttura interna sono stati forniti dalla sonda Magellan (NASA) più di 25 anni fa (1994-95). Da sempre indicato come il pianeta cugino della Terra per le dimensioni, massa e distanza dal Sole molto simili, Venere ha però intrapreso, per cause ancora ignote, un percorso evolutivo estremamente diverso da quello del nostro pianeta, al punto che oggi è uno dei luoghi più inospitali del sistema solare. La sua densa atmosfera, composta in gran parte di anidride carbonica e nubi di acido solforico, ha una pressione al suolo 90 volte maggiore di quella terrestre e temperature medie di 460 °C. Tuttavia studi recenti indicano per Venere un passato molto diverso e assai più simile a quello della Terra.

Veritas Terra Venere
La Terra e Venere fianco a fianco, viste dallo spazio (quest’ultima attraverso il radar della sonda Magellan)

VERITAS si propone di dare una risposta alle molte domande della comunità scientifica riguardanti non solo l’evoluzione passata, ma anche quella presente e futura, in particolare ricercando la presenza di vulcani attivi e di processi dinamici superficiali, quali la tettonica a placche. VERITAS sarà inoltre in grado di determinare la composizione e struttura interna del pianeta, fornendo ulteriori indizi per la comprensione non solo dei pianeti rocciosi, ma anche di una classe di esopianeti con caratteristiche simili.

La missione sarà coordinata da Suzanne E. Smrekar (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology) e costituisce, insieme a DaVinci+, che studierà l’atmosfera del pianeta, una delle due missioni della Nasa a Venere.

Nel team scientifico di VERITAS, il gruppo italiano, coordinato da Luciano Iess (Co-Lead dell’esperimento di gravità), è composto da giovani ricercatori del Centro di Ricerca Aerospaziale Sapienza (CRAS), del Dipartimento di Ingegneria meccanica aerospaziale (DIMA) e del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Elettronica e Telecomunicazioni (DIET). I ricercatori del CRAS-DIMA (Gael Cascioli, Fabrizio De Marchi, Paolo Racioppa), hanno condotto, attraverso simulazioni numeriche, la definizione dell’esperimento di gravità, dedicato alla determinazione della struttura interna del pianeta. I ricercatori del DIET (Roberto Seu e Marco Mastrogiuseppe, Co-Lead del radar VISAR) hanno contribuito allo sviluppo di tecniche di elaborazione dei dati del radar ad apertura sintetica, con lo scopo di individuare la presenza di processi geologici superficiali recenti. Gaetano di Achille, dell’Istituto Nazionale di Astrofisica, completa la partecipazione italiana con le competenze sulla struttura geologica del pianeta.

“Il successo di VERITAS – commenta Gael Cascioli, dottorando in Ingegneria aeronautica e spaziale presso il DIMA – è passato anche attraverso la fiducia che è stata riposta nei giovani ricercatori e ricercatrici che, come me, hanno portato entusiasmo, competenza ed energia nel team scientifico internazionale”.

 

Link:

NASA: https://www.nasa.gov/press-release/nasa-selects-2-missions-to-study-lost-habitable-world-of-venus

ASI: https://www.asi.it/#divSlideshow

 

Testo e foto dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma

Andromeda a 6.6 GHz: un’immagine unica della galassia sorella della Via Lattea 

galassia di Andromeda immagine
Image credits, Radio:WSRT/R. Braun (https://www.astron.nl/); Microwave:SRT/S.Fatigoni et al. (http://www.srt.inaf.it/); Infrared:NASA/Spitzer/K. Gordon (https://www.spitzer.caltech.edu/); Visible: Robert Gendler (http://www.robgendlerastropics.com/); Ultraviolet: NASA/GALEX (http://www.galex.caltech.edu/); X-ray: ESA/XMM/W. Pietsch (https://www.cosmos.esa.int/web/xmm-newton)

L’immagine ottenuta a tale frequenza, oltre a essere senza precedenti, ha permesso di definire nel dettaglio la morfologia della galassia e in particolare di individuare le regioni dove nascono le nuove stelle.

galassia di Andromeda immagine
Image credits, Radio:WSRT/R. Braun (https://www.astron.nl/); Microwave:SRT/S.Fatigoni et al. (http://www.srt.inaf.it/); Infrared:NASA/Spitzer/K. Gordon (https://www.spitzer.caltech.edu/); Visible: Robert Gendler (http://www.robgendlerastropics.com/); Ultraviolet: NASA/GALEX (http://www.galex.caltech.edu/); X-ray: ESA/XMM/W. Pietsch (https://www.cosmos.esa.int/web/xmm-newton)

I risultati dello studio, frutto della collaborazione fra la Sapienza e l’lstituto Nazionale di Astrofisica sono stati pubblicati sulla rivista Astronomy & Astrophysics.

Andromeda è una delle galassie più studiate di tutti i tempi e probabilmente anche la più conosciuta al grande pubblico per la sua prossimità e somiglianza con la nostra galassia, la Via Lattea. Infatti, una conoscenza della natura dei processi fisici che avvengono al suo interno permetterebbe di capire meglio cosa avviene nella nostra galassia, come se la guardassimo dall’esterno.

Paradossalmente, proprio ciò che finora ha ostacolato una osservazione approfondita di Andromeda nelle microonde è la sua stessa conformazione. Infatti, a causa delle sua prossimità alla Via Lattea questa ha una dimensione angolare di diversi gradi in cielo, il che la mette fuori dalla portata degli interferometri costituiti da schiere di antenne di piccola taglia. Per poter osservare Andromeda a frequenze di 6.6 GHz e superiori è indispensabile disporre di un unico radiotelescopio a disco singolo dotato di una grande area efficace.

Oggi, una collaborazione scientifica fra la Sapienza Università di Roma e l’Istituto Nazionale di Astrofisica – INAF, ha permesso di ottenere con il Sardinia Radio Telescope una immagine della galassia di Andromeda completamente nuova, a 6.6 GHz, una frequenza mai sondata prima d’ora.

L’ottima risoluzione angolare del telescopio ha permesso di definire nel dettaglio la morfologia e di ampliare così le conoscenze finora disponibili su questa galassia.

I risultati dello studio, realizzato con la partecipazione anche di numerosi enti e università internazionali come la University of British Columbia, l’Instituto de Radioastronomia y Astrofisica – UNAM in Messico, l’Instituto de Astrofisica de Canarias, l’Infrared Processing Analysis Center – IPAC in California, sono stati pubblicati sulla rivista Astronomy & Astrophysics. 

A questa frequenza (6.6 GHz) l’emissione della galassia è vicina al suo minimo, complicando la possibilità di ottenere una immagine così definita. Nonostante ciò, grazie alle 66 ore di osservazione con il Sardinia Radio Telescope e a un consistente lavoro di elaborazione dei dati, i ricercatori sono riusciti a mappare la galassia con alta sensibilità.

“Il Sardinia Radio Telescope è una grande antenna a disco singolo in grado di operare ad alte frequenze radio – sottolinea Matteo Murgia dell’INAF di Cagliari- e di produrre dati di elevatissima importanza scientifica e immagini di assoluta qualità”.

 “Combinando questa nuova immagine con quelle precedentemente acquisite – aggiunge Elia Battistelli del Dipartimento di Fisica della Sapienza e coordinatore dello studio – abbiamo fatto significativi passi in avanti nel chiarire la natura della emissione di microonde di Andromeda, distinguendo i processi fisici che avvengono in diverse regioni della galassia”

Andromeda galassia immagine

“In particolare siamo riusciti a determinare la frazione di emissione dovuta ai processi termici legati alle prime fasi della formazione di nuove stelle, e la frazione di segnale radio imputabile ai meccanismi non-termici dovuti a raggi cosmici che spiraleggiano nel campo magnetico presente nel mezzo interstellare” concludono Federico Radiconi del Dipartimento di Fisica della Sapienza e Sofia Fatigoni della Università della British Columbia.

Andromeda galassia immagine

Con i dati ottenuti, per i ricercatori è stato possibile così stimare il ritmo di formazione stellare di Andromeda e produrre una mappa dettagliata che ha messo in evidenza il disco della galassia come regione d’elezione per la nascita di nuove stelle.

Per ottenere questa immagine unica di Andromeda il team ha sviluppato e implementato dei software ad hoc che hanno permesso, tra le altre cose, di testare nuovi algoritmi per la identificazione di sorgenti a più bassa emissione nel campo di vista attorno ad Andromeda, il più vasto mai esaminato a una frequenza di 6.6 GHz: in questo modo i ricercatori hanno estratto dalla mappa un catalogo di circa un centinaio di sorgenti puntiformi, ovvero stelle, galassie e altri oggetti, sullo sfondo di Andromeda.

Andromeda galassia immagine

Riferimenti:

Study of the thermal and non-thermal emission components in M31: the Sardinia Radio Telescope view at 6.6 GHz – S. Fatigoni, F. Radiconi, E.S. Battistelli, M. Murgia, E. Carretti, P. Castangia, R. Concu, P. de Bernardis, J. Fritz, R. Genova-Santos, F. Govoni, F. Guidi, L. Lamagna, S. Masi, A. Melis, R. Paladini, F.M. Perez-Toledo, F. Piacentini, S. Poppi, R. Rebolo, J.A. Rubino-Martin, G. Surcis, A. Tarchi, V. Vacca – Astronomy & Astrophysics 2021

 

Testo e foto dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma