Costa atlantica dell’Africa: le variazioni del livello del mare negli ultimi 30mila (e il recente innalzamento)
L’Università di Pisa ha coordinato lo studio pubblicato su Nature Communications. Il prof. Vacchi:
“Nonostante l’intero continente Africano contribuisca solo per il 4% alle emissioni globali di gas serra, il cambiamento climatico avrà effetti molto significativi in Africa occidentale, dove il 31% della popolazione e le principali infrastrutture sono concentrate nella zona costiera”.
Il livello attuale del mare lungo la costa atlantica dell’Africa è più alto di oltre 100 metri rispetto a 30.000 anni fa. Il dato emerge da uno studio coordinato dal professor Matteo Vacchi del dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa pubblicato sulla rivista Nature Communications. La ricerca ha mostrato come il livello dell’Atlantico sia stato fortemente influenzato dai cambiamenti climatici e dalla fusione delle calotte glaciali.
“Studiando le fluttuazioni avvenute negli ultimi 30.000 anni – spiega Vacchi – potremmo affinare i modelli climatici e migliorare le previsioni sulle reazioni del sistema Terra rispetto ai cambiamenti attuali. Molte regioni costiere africane, comprese città densamente popolate e ambienti naturali sensibili, sono direttamente minacciate dall’innalzamento del livello del mare. Studi come questo aiutano a comprendere la vulnerabilità di queste aree e a sviluppare strategie di adattamento e mitigazione. Infatti, la fascia costiera rappresenta circa il 56% del prodotto interno lordo (PIL) dei paesi dell’Africa occidentale, rendendola una risorsa economica e sociale chiave altamente vulnerabile ai cambiamenti del livello del mare causati dal clima”.
La ricerca ha evidenziato tre fasi evolutive principali. Nell’epoca del massimo glaciale (circa 30.000 – 19.000 anni fa) il livello del mare era molto più basso rispetto ad oggi, circa 99-104 metri in meno, principalmente per la grande quantità di acqua intrappolata nelle calotte glaciali. Nella successiva fase di deglaciazione (19.000 – 7.500 anni fa), con il riscaldamento globale e la fusione delle calotte, il mare ha iniziato a risalire sempre più rapidamente sino a raggiungere il livello attuale. Il trend è continuato nel corso dell’Olocene (7.500 anni fa – oggi): il mare ha continuato a salire, ma con un ritmo più moderato, fino a raggiungere un massimo tra 5.000 e 1.700 anni fa con valori anche hanno superato il livello attuale. Dopo questa fase, c’è stata una sostanziale stabilizzazione, fino al nuovo recente innalzamento dovuto al riscaldamento globale che ha riguardato gli ultimi 100 anni.
“Il nostro studio fornisce una ricostruzione dettagliata e senza precedenti delle variazioni del livello del mare lungo la costa atlantica dell’Africa dal massimo glaciale fino all’epoca moderna – dice Matteo Vacchi – si tratta di dati fondamentali per comprendere i trend attuali e prevedere le future variazioni del livello del mare con implicazioni molteplici che toccano diversi ambiti scientifici e applicativi. Nonostante l’intero continente Africano contribuisca solo per il 4% alle emissioni globali di gas serra, il cambiamento climatico avrà effetti molto significativi in Africa occidentale, dove il 31% della popolazione e le principali infrastrutture sono concentrate nella zona costiera”.
Matteo Vacchi
Insieme all’Università di Pisa hanno collaborato alla studio l’Earth Observatory di Singapore, Università Aix Marseille (Francia), L’Università di Bologna e l’INGV.
Riferimenti bibliografici:
Vacchi, M., Shaw, T.A., Anthony, E.J. et al. Sea level since the Last Glacial Maximum from the Atlantic coast of Africa, Nat Commun16, 1486 (2025), DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-56721-0
Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa.
Cambiamenti climatici: oscillazioni termiche ed eventi estremi mettono a rischio gli ecosistemi marini, ecco come il biofilm reagisce alle variazioni di temperatura dell’aria
Lo studio condotto a Calafuria (Livorno) dall’Università di Pisa e dalla Scuola Superiore Sant’Anna pubblicato su Nature Communications.
Gli scogli di Calafuria in provincia di Livorno sono stati il laboratorio naturale al centro di uno studio dell’Università di Pisa e della Scuola Superiore Sant’Anna per capire come i cambiamenti climatici stiano alterando gli ecosistemi marini. La ricerca, pubblicata sulla rivista Nature Communications, ha analizzato come il biofilm – una sottile pellicola vivente formata da microalghe e batteri fondamentale per la vita delle scogliere – reagisce alle variazioni di temperatura dell’aria.
I ricercatori hanno condotto un esperimento sul campo esponendo il biofilm a due diversi regimi termici: un riscaldamento costante e uno caratterizzato da forti oscillazioni, che simula le condizioni imprevedibili destinate a diventare sempre più comuni nel prossimo futuro a causa del cambiamento climatico. I risultati hanno mostrato che un regime costante di riscaldamento favorisce la presenza di specie con funzioni simili, capaci di “darsi il cambio” in caso di difficoltà. Questo meccanismo permette al biofilm di resistere meglio agli eventi estremi. Al contrario, forti oscillazioni di temperatura riducono la diversità favorendo specie a crescita rapida, capaci di riprendersi velocemente dopo uno shock termico, ma più vulnerabili funzionalmente nel lungo periodo.
L’area di Calafuria, nei pressi di Livorno, caratterizzata da piattaforme rocciose di arenaria esposte all’aria durante la bassa marea, ha fornito un ambiente ideale per studiare il biofilm marino in condizioni naturali. Per simulare l’aumento delle temperature, i ricercatori hanno utilizzato speciali camere di metallo riscaldate con piccole stufe, controllando le variazioni di calore con sensori elettronici. Per valutare la risposta del biofilm, è stata usata una fotocamera a infrarossi in grado di rilevare la quantità di clorofilla. Infine, grazie alla collaborazione con l’Istituto di Scienze della Vita della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, è stato analizzato il DNA dei microrganismi con tecniche avanzate di sequenziamento, simili a quelle utilizzate per studiare il genoma umano, per capire quali funzioni svolgono le diverse specie e come il loro patrimonio genetico le rende più o meno adatte a rispondere agli eventi estremi.
“Il cambiamento climatico non si manifesta solo attraverso l’aumento medio delle temperature, ma anche con una crescente variabilità termica, cioè oscillazioni imprevedibili tra picchi di calore e periodi meno caldi– dice il professore Luca Rindi dell’Università di Pisa, primo autore dello studio – In un mondo che si prospetta sempre più caldo e instabile, i microrganismi marini potrebbero, da un lato, reagire più rapidamente agli shock, ma dall’altro diventare più vulnerabili di fronte a eventi estremi ripetuti nel tempo. In vista delle sfide che il clima ci riserva, lo studio apre una finestra sul futuro, aiutandoci a capire come questo importante elemento dell’ecosistema costiero reagirà ai cambiamenti climatici.”
“Il successo di questa collaborazione dimostra ancora una volta il valore del sistema universitario pisano – dice il professore Matteo Dell’Acqua, direttore dell’Istituto di Scienze delle Piante della Scuola Sant’Anna e coautore dello studio – l’unione delle competenze uniche presenti sul nostro territorio ci permette di esplorare la frontiera della ricerca sugli effetti del cambiamento climatico”
L’Università di Pisa ha avuto un ruolo centrale nello studio, in particolare attraverso il Dipartimento di Biologia, dove hanno operato alcuni degli autori principali, come i professori Luca Rindi e Lisandro Benedetti-Cecchi. L’ateneo ha inoltre fornito supporto scientifico e logistico per la progettazione e la realizzazione degli esperimenti sul campo, oltre a contribuire all’analisi dei dati ecologici e microbiologici grazie al supporto fornito dal Green Data Center.
Il progetto è stato finanziato in parte dal programma europeo ACTNOW (Advancing understanding of Cumulative Impacts on European marine biodiversity, ecosystem functions and services for human wellbeing), che si occupa di studiare gli impatti cumulativi dei cambiamenti climatici sugli ecosistemi marini.
Cambiamenti climatici: oscillazioni termiche ed eventi estremi mettono a rischio gli ecosistemi marini, ecco come il biofilm reagisce alle variazioni di temperatura dell’aria; lo studio pubblicato su Nature Communications. In foto, gli scogli di Calafuria
Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa.
Politecnico di Milano e Georgia Tech svelano nuovi scenari per deviare gli asteroidi – Due studi pubblicati su Nature Communications analizzano l’impatto della missione DART su Dimorphos, rivelando nuove strategie per migliorare l’efficacia della deviazione degli asteroidi grazie allo studio degli ejecta.
Milano, 20 febbraio 2025 – Quanto siamo pronti a deviare un asteroide diretto verso la Terra? A questa domanda rispondono due studi appena pubblicati su Nature Communications, frutto della collaborazione tra il Politecnico di Milano, il Georgia Institute of Technology e altre istituzioni internazionali. Le ricerche analizzano il risultato storico della missione DART (Double Asteroid Redirection Test) della NASA, che il 26 settembre 2022 ha colpito l’asteroide Dimorphos, segnando la prima dimostrazione pratica di difesa planetaria.
L’impatto, osservato da telescopi spaziali come Hubble e da osservatori terrestri, ha prodotto un’enorme quantità di ejecta – frammenti espulsi dalla superficie – rivelando informazioni cruciali per migliorare l’efficacia delle future missioni di deviazione asteroidale.
Il primo studio è stato condotto da un team di ricercatori del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali del Politecnico di Milano, sotto la guida del Professor Fabio Ferrari,insieme a Paolo Panicucci e Carmine Giordano, e in collaborazione con il Georgia Institute of Technology. Il secondo studio, coordinato dal Professor Masatoshi Hirabayashi del Georgia Tech, ha visto il contributo dello stesso Ferrari.
“Utilizzando le immagini del telescopio Hubble e simulazioni numeriche avanzate, abbiamo identificato una spiegazione plausibile per la morfologia osservata e stimato la massa, la velocità e la dimensione dei frammenti. – spiega Fabio Ferrari, professore del Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali del Politecnico di Milano – Abbiamo scoperto che queste strutture derivano dall’interazione dinamica tra gli ejecta, la gravità del sistema binario e la pressione della radiazione solare. Comprendere questi processi è fondamentale per interpretare future osservazioni e migliorare le strategie di difesa planetaria.”
Ma la forma dell’asteroide può fare la differenza nella traiettoria di espulsione degli ejecta, secondo lo studio condotto dal Georgia Institute of Technology. Il Professor Masatoshi Hirabayashi sottolinea un dato sorprendente: “La nostra analisi ha rivelato che la forma schiacciata di Dimorphos ha ridotto l’efficienza della deviazione del 56%. Abbiamo osservato come la traiettoria degli ejecta sia stata influenzata dalla morfologia dell’asteroide, diminuendo l’efficacia della spinta generata dall’impatto.”
“Se l’impatto è grande, più ejecta vengono spinti lontano dalla superficie, ma sono anche maggiormente influenzati dall’inclinazione della superficie. Questo processo devia la traiettoria degli ejecta rispetto quella ideale, riducendo la spinta sull’asteroide” – prosegue Hirabayashi – “l’invio di più oggetti di piccole dimensioni non solo consente di ottenere una maggiore spinta dell’asteroide, ma anche di risparmiare sui costi operativi e di aumentare la flessibilità della tattica per la deviazione.”
Un’idea condivisa da Ferrari, il cui studio ha analizzato l’evoluzione degli ejecta contribuendo a chiarire il loro ruolo nella deflessione dell’asteroide: “La comprensione dei processi di impatto e delle loro conseguenze è fondamentale per capire le proprietà degli asteroidi, la loro evoluzione naturale e il loro futuro e, in ultima analisi, per progettare azioni di mitigazione ai fini della difesa planetaria”.
Politecnico di Milano e Georgia Tech svelano nuovi scenari per deviare gli asteroidi, con due studi su Nature Communications. Gallery con immagini (ove non indicato diversamente) dall’Ufficio Relazioni Media del Politecnico di Milano, CC BY 2.0
Crediti per l’immagine: NASA
Crediti per l’immagine: CTIO/NOIRLab/SOAR/NSF/AURA/T. Kareta (Lowell Observatory), M. Knight (US Naval Academy); Image processing: T.A. Rector (University of Alaska Anchorage/NSF’s NOIRLab), M. Zamani & D. de Martin (NSF’s NOIRLab)
Crediti per l’immagine: Li et al. (2023); Science: NASA, ESA, CSA, Jian-Yang Li (PSI), Cristina Thomas (Northern Arizona University), Ian Wong (NASA-GSFC); image processing: Joseph DePasquale (STScI), Alyssa Pagan (STScI)
Crediti per l’immagine: Li et al. (2923); Science: NASA/ESA/STScI/Jian-Yang Li (PSI); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)
Crediti per l’immagine: NASA/ESA/STScI
Fabio Ferrari
Riferimenti bibliografici:
Ferrari, F., Panicucci, P., Merisio, G. et al. Morphology of ejecta features from the impact on asteroid Dimorphos, Nat Commun16, 1601 (2025), DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-56551-0
Hirabayashi, M., Raducan, S.D., Sunshine, J.M. et al. Elliptical ejecta of asteroid Dimorphos is due to its surface curvature, Nat Commun16, 1602 (2025), DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-56010-w
Testo e immagini dall’Ufficio Relazioni Media del Politecnico di Milano
L’ORSO BRUNO IN LETARGO CONSERVA LA MASSA MUSCOLARE
Questi animali non sviluppano l’atrofia muscolare tipicamente associata al disuso prolungato. Pubblicato su «Nature Communications» lo studio del team di ricercatori dell’Università di Padova e dell’Istituto Veneto di Medicina Molecolare guidati da Bert Blaauw sulla riduzione dell’attività ATPasica della miosina nel muscolo scheletrico a riposo.
“Reduced ATP turnover during hibernation in relaxed skeletal muscle”è il titolo dello studio pubblicato sulla prestigiosa rivista internazionale Nature Communications dal team di ricercatori guidato da Bert Blaauw, professore ordinario al Dipartimento di Scienze Biomediche dell’Università di Padova oltre chePrincipal investigator dell’Istituto Veneto di Medicina Molecolare (VIMM).
Lo studio ha rivelato un fenomeno sorprendente negli orsi bruni durante il letargo: nonostante una drastica riduzione dell’attività, questi animali non sviluppano l’atrofia muscolare tipicamente associata al disuso prolungato. La ricerca ha messo in luce un meccanismo chiave di questo adattamento: l’attività ATPasica della miosina nel muscolo scheletrico a riposo che subisce modifiche significative. Questa alterazione dell’attività enzimatica contribuisce in modo sostanziale al risparmio energetico, permettendo agli orsi di preservare la massa muscolare durante i lunghi mesi di inattività invernale.
L’analisi di singole fibre muscolari, prelevate agli orsi sia durante il letargo che in estate, ha rivelato importanti cambiamenti durante il periodo di svernamento. Le fibre degli orsi in letargo mostrano un lieve calo nella produzione di forza, accompagnato da una significativa riduzione dell’attività ATPasica della miosina a riposo. La miosina, che funge da motore molecolare del muscolo scheletrico, presenta quindi una marcata diminuzione della sua attività enzimatica quando il muscolo è in stato di quiescenza durante il letargo. Questi risultati evidenziano un adattamento fisiologico che potrebbe contribuire al risparmio energetico durante lo svernamento.
«I risultati che emergono dallo studio dimostrano che il muscolo scheletrico limita la perdita di energia riducendo l’attività dell’ATPasi della miosina, indicandone un possibile ruolo in molteplici condizioni di atrofia muscolare – sottolinea Bert Blaauw –. Questa ricerca apre quindi nuove prospettive terapeutiche, suggerendo potenziali strategie per contrastare la perdita di massa e forza muscolare associata a periodi di inattività prolungata o al processo di invecchiamento nell’uomo. Le scoperte sui meccanismi di adattamento degli orsi in letargo potrebbero fornire preziose indicazioni per lo sviluppo di interventi mirati a preservare la funzionalità muscolare in condizioni di disuso o senescenza”.
La proteomica condotta sulle singole fibre e le analisi immunoistochimiche hanno rivelato un importante rimodellamento del proteoma mitocondriale durante il letargo. Utilizzando approcci bioinformatici e biochimici, i ricercatori hanno scoperto che la catena leggera della miosina fosforilata, noto stimolatore dell’attività ATPasica della miosina nel muscolo a riposo, diminuisce nei muscoli in letargo. Questa scoperta fornisce ulteriori dettagli sul meccanismo molecolare alla base del risparmio energetico e della preservazione muscolare durante l’inattività invernale degli orsi bruni.
Lo studio è stato finanziato dal programma STARS Grants per la ricerca individuale dell’Università di Padova e da AFM Telethon.
Bert Blaauw ha avviato il suo laboratorio indipendente nel 2012 e attualmente ricopre il ruolo di Professore Ordinario al Dipartimento di Scienze Biomediche dell’Università di Padova ed è Principal investigator all’Istituto Veneto di Medicina Molecolare (VIMM). Nel corso della sua carriera, Blaauw ha dato un contributo significativo al campo della ricerca sulla fisiologia muscolare. Ha pubblicato numerosi articoli di ricerca peer-reviewed, collaborato come autore senior in pubblicazioni dove membri del suo team figuravano come primi autori, e partecipato complessivamente a oltre 100 articoli scientifici incentrati sulla fisiologia muscolare, il signaling e l’approfondimento delle conoscenze sul muscolo scheletrico. Negli ultimi dieci anni, il team guidato dal professor Blaauw ha ottenuto notevoli riconoscimenti a livello internazionale per i suoi studi innovativi sulla determinazione della funzione muscolare adulta, sia in condizioni fisiologiche che patologiche. Questi successi testimoniano l’importanza e l’impatto del lavoro svolto dal suo gruppo di ricerca nel campo della biologia muscolare.
Bert Blaauw
Riferimenti bibliografici:
Autori: Cosimo De Napoli, Luisa Schmidt, Mauro Montesel, Laura Cussonneau, Samuele Sanniti, Lorenzo Marcucci,Elena Germinario, Jonas Kindberg, Alina Lynn Evans, Guillemette Gauquelin-Koch, Marco Narici, Fabrice Bertile, Etienne Lefai, Marcus Krüger, Leonardo Nogara, Bert Blaauw*, “Reduced ATP turnover during hibernation in relaxed skeletal muscle” –«Nature Communications» 2025, DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-55565-4
L’orso bruno in letargo conserva la massa muscolare: questi animali non sviluppano l’atrofia muscolare tipicamente associata al disuso prolungato. Un orso bruno (Ursus arctos), da Viiksimo, nella regione finlandese di Kainuu. FotoFlickr di Frank Vassen, CC BY 2.0
Testo e foto dall’Ufficio Stampa dell’Università di Padova
Tumore della vescica: scoperto un nuovo meccanismo molecolare; la proteina NUMB è un biomarcatore nell’evoluzione del tumore, l’interruttore per la diagnosi delle forme più aggressive
NUMB è la proteina che costituisce un biomarcatore nell’evoluzione del tumore alla vescica: la scoperta del meccanismo molecolare apre la strada a nuove strategie terapeutiche per combattere il cancro vescicale. Lo studio, condotto dal team di ricercatori dell’Istituto Europeo di Oncologia (IEO) e dell’Università degli Studi di Milano e pubblicato su Nature Communications, dimostra inoltre chei tumori vescicali superficiali e quelli profondi rappresentano stadi differenti di un unico processo patologico che evolve nel tempo, contrariamente a quanto ritenuto fino ad ora.
Milano, 4 dicembre 2024. Una nuova speranza per la diagnosi e la cura dei tumori della vescica più aggressivi nasce dalle ricerche di un gruppo di scienziati dell’Istituto Europeo di Oncologia (IEO) e dell’Università degli Studi di Milano. Lo studio sostenuto da Fondazione AIRC per la ricerca sul cancro è stato coordinato da Salvatore Pece, professore ordinario di Patologia generale e vice-direttore del Dipartimento di Oncologia ed Emato-Oncologia dell’Università Statale di Milano, Direttore del Laboratorio “Tumori Ormono-Dipendenti e Patobiologia delle Cellule Staminali” dello IEO.
I risultati hanno condotto i ricercatori a scoprire un inedito meccanismo molecolare, alla base dell’aggressività biologica e clinica dei tumori della vescica, che determina le prognosi più sfavorevoli. I dati sono appena stati pubblicati sulla prestigiosa rivista Nature Communications.
All’origine dell’intero processo sembra esserci la proteina NUMB, che è normalmente espressa nella vescica normale, ma viene perduta in oltre il 40% di tutti i tumori vescicali umani. Tale perdita causa una cascata di eventi molecolari che rendono il tumore altamente proliferativo e invasivo, consentendogli di oltrepassare gli strati superficiali della mucosa vescicale per raggiungere gli strati più profondi. Tale evento rappresenta il punto di svolta nella evoluzione clinica della malattia, determinando la progressione dei tumori vescicali superficiali, i cosiddetti non-muscolo-invasivi, verso tumori profondi, definiti muscolo-invasivi, che richiedono l’intervento di rimozione chirurgica totale della vescica. Nonostante l’operazione radicale, queste forme di malattia sono caratterizzate da un decorso clinico spesso sfavorevole.
“Dunque la proteina NUMB – spiega il professor Pece – funziona come un interruttore molecolare. che, se è spento, accelera la progressione tumorale e influenza il decorso clinico della malattia. Rappresenta quindi un biomarcatore molecolare che consente di identificare i tumori superficiali a elevato rischio di progressione verso tumori muscolo-invasivi”.
“La nostra scoperta ha un forte e immediato potenziale di applicazione nella pratica clinica – continua Salvatore Pece –. I criteri clinico-patologici utilizzati nella routine per predire il rischio di progressione dei tumori vescicali superficiali a tumori muscolo-invasivi sono infatti del tutto insufficienti e inadeguati a individuare i pazienti a basso rischio, che potrebbero beneficiare di trattamenti più mirati, di tipo conservativo, in protocolli di sorveglianza attiva. I pazienti ad alto rischio necessitano invece di trattamenti più aggressivi, quali la chemioterapia e l’asportazione chirurgica della vescica, che hanno purtroppo considerevoli effetti collaterali e un elevato impatto sulla qualità della vita”.
“Abbiamo analizzato il profilo molecolare sia in cellule in coltura e animali di laboratorio, sia in campioni di tumori umani privi dell’espressione di NUMB – spiega il dottor Francesco Tucci, dottorando di ricerca presso la Scuola Europea di Medicina Molecolare e primo autore dello studio –. Abbiamo così osservato che la perdita di NUMB attiva un complesso circuito molecolare che conduce all’attivazione di un potente oncogene, il fattore di trascrizione YAP. Quest’ultimo è alla base del potere proliferativo e invasivo delle cellule tumorali”.
“Siamo andati oltre – aggiunge la dottoressa Daniela Tosoni, ricercatrice presso il Dipartimento di Oncologia ed Emato-Oncologia dell’Università di Milano e dello IEO, che ha contribuito alla supervisione dello studio –. In esperimenti di laboratorio abbiamo dimostrato che è possibile inibire la capacità proliferativa e invasiva delle cellule tumorali prive di NUMB, utilizzando farmaci in grado di colpire questo complesso circuito molecolare a diversi livelli”. “I tumori della vescica privi di NUMB – continua Daniela Tosoni – sono quindi molto aggressivi ma anche altamente vulnerabili”.
Sono infatti già disponibili alcuni farmaci molecolari impiegati in clinica per patologie differenti dal tumore vescicale, che potrebbero rapidamente essere sperimentati e adottati come trattamenti innovativi per prevenire la progressione clinica dei tumori vescicali superficiali ad alto rischio, privi della proteina NUMB.
Nel 2023, in Italia, sono stati stimati 29.700 nuovi casi di tumore della vescia (il quinto più frequente dopo quelli della mammella, colon-retto, polmone e prostata).
“Al momento della diagnosi iniziale – spiega Salvatore Pece – i tumori della vescica si presentano in larga maggioranza come tumori superficiali non muscolo-invasivi, che sono generalmente caratterizzati da una buona prognosi. Solo in una percentuale ridotta si presentano invece sin dal principio come tumori profondi muscolo-invasivi, molto aggressivi e con decorso clinico meno favorevole. Per questo necessitano di chemioterapia e di intervento di cistectomia radicale. Questo ha fatto storicamente considerare i tumori superficiali e quelli profondi come due patologie differenti sin dal principio, guidate da differenti meccanismi molecolari. Tuttavia circa il 20-30% dei tumori superficiali possono evolvere in tumori muscolo-invasivi. L’esperienza clinica ci ha insegnato che i tumori muscolo-invasivi che derivano dalla progressione di tumori inizialmente superficiali rappresentano le forme più aggressive e potenzialmente letali di tumore vescicale”.
“I nostri studi – continua Pece – dimostrano invece che i tumori vescicali superficiali e quelli profondi rappresentano stadi differenti di un unico processo patologico che evolve nel tempo, guidato già dal principio da specifici meccanismi molecolari che possono essere ostacolati con farmaci precisi e mirati. Diventa quindi fondamentale identificare i meccanismi biologici alla base di questa evoluzione e sviluppare nuovi marcatori molecolari per identificare i pazienti con caratteristiche specifiche di aggressività. In questo contesto, la nostra scoperta apre la strada a nuove strategie terapeutiche per combattere il cancro vescicale in una elevata percentuale di pazienti che presentano tumori privi di espressione della proteina NUMB”.
“Abbiamo anche identificato – continua Salvatore Pece – una nuova firma molecolare che consentirà di identificare con accurata precisione i pazienti che potranno beneficiare di trattamenti mirati con nuovi farmaci che colpiscono in maniera specifica i meccanismi molecolari che sono attivati a seguito della perdita di NUMB”.
“Questo studio sostenuto da AIRC rappresenta per noi motivo di grande soddisfazione – continua il professor Pece – non solo per la sua valenza scientifica ma anche per i risultati clinici. Rappresenta infatti uno di quei rari momenti della ricerca scientifica in cui, dopo molti anni di studio, è possibile effettuare il passaggio dalla ricerca di base all’applicazione in ambito clinico. Abbiamo ora a disposizione una nuova firma molecolare per misurare il rischio di progressione di malattia e al tempo stesso nuovi possibili bersagli di terapie più precise e mirate tramite l’uso di farmaci già disponibili nella pratica clinica”.
“Questa ricerca è una ulteriore conferma della qualità dei nostri ricercatori – sottolinea il Direttore del Dipartimento di Oncologia ed Emato-Oncologia della Statale, Gianluca Vago– e dei risultati che otteniamo grazie alla stretta collaborazione, ormai ventennale, con l’Istituto Europeo di Oncologia e il sostegno, altrettanto fondamentale, di AIRC. Milano ha un potenziale unico per la ricerca nelle scienze della vita; fare rete è ancora più importante ora, come condizione necessaria per competere con le migliori realtà europee ed internazionali”.
“Lo studio, che ha visto impegnati in uno sforzo comune scienziati e clinici del nostro istituto, – conclude il professor Roberto Orecchia, Direttore dello IEO di Milano – è un risultato straordinario e una ottima notizia per molti pazienti per i quali abbiamo oggi una nuova possibilità di cura. Abbiamo già brevettato la nuova firma molecolare emersa da queste ricerche e stiamo per avviare studi clinici per validarne l’utilizzo come marcatore, per identificare i pazienti ad alto rischio di progressione di malattia che potranno beneficiare nel prossimo futuro di una nuova prospettiva terapeutica con farmaci più precisi e mirati”.
TERREMOTI | Lo studio sul ruolo delle acque accumulate negli acquiferi carsici offre nuovi spunti per l’analisi dell’attività sismica di un team di ricercatori di INGV, UNIPD, FEDERICO II e Acquedotto Pugliese ha investigato le relazioni tra effetti idrologici e processi crostali che rivelano le caratteristiche meccaniche delle rocce di faglia responsabili dei terremoti in Appennino
Uno studio recentemente pubblicato sulla rivista scientifica ‘Nature Communications’, intitolato “Non-linear elasticity, earthquake triggering and seasonal hydrological forcing along the Irpinia fault, Southern Italy” fornisce approfondimenti innovativi sui processi che collegano la variazione stagionale delle masse d’acqua, l’elasticità delle rocce crostali e l’attività sismica in Irpinia.
La ricerca, condotta nell’ambito del progetto multidisciplinare Pianeta Dinamico-MYBURP (Modulation of hYdrology on stress BUildup on the IRPinia Fault), è stata realizzata da un team di ricercatori dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), dell’Università degli Studi di Padova, dell’Università degli Studi di Napoli Federico II e della società Acquedotto Pugliese.
“Il nostro studio ha rivelato come gli effetti idrologici influenzino le caratteristiche meccaniche del sistema di faglie in Irpinia e la distribuzione temporale della sua sismicità”, spiega Nicola D’Agostino, ricercatore dell’INGV e coordinatore del team di ricerca. “Per scoprirlo, abbiamo analizzato le variazioni stagionali di velocità delle onde sismiche nella crosta terrestre e le serie temporali di deformazione provenienti da una rete avanzata di stazioni sismiche e GNSS dell’Irpinia Near Fault Observatory e della Rete GNSS RING”.
Analisi della sensitività (β) delle variazioni di velocità delle onde sismiche (δv/v) in funzione della deformazione orizzontale (strain). δv/v è stato misurato attraverso l’analisi temporale delle variazioni del rumore sismico ambientale mentre la deformazione è stata calcolata attraverso i dati delle stazioni della rete GNSS RING. β è un parametro significativo per definire la non-linearità delle proprietà elastiche della crosta terrestre e delle modalità di accumulo e rilascio della deformazione sismica nelle zone di faglia. In a) e b) sono mostrati i valori di δv/v e deformazione in funzione della fase annuale (a) e della velocità di deformazione (b). In c-h sono mostrate le variazioni di δv/v e deformazione per singole annualità
I ricercatori hanno infatti scoperto che la ricarica idrologica degli acquiferi carsici dell’Appennino genera deformazioni naturali che modulano la velocità delle onde sismiche e la sismicità locale. Attraverso una tecnica innovativa di analisi del rumore sismico ambientale è stato possibile misurare le variazioni stagionali di velocità delle onde sismiche che attraversano la crosta terrestre e confrontarle con le misure di deformazione crostale indotte dagli effetti idrologici.
“Queste due informazioni ci hanno permesso di misurare le variazioni di velocità delle onde sismiche in funzione della deformazione crostale, parametro importante per quantificare la non-linearità delle proprietà elastiche delle rocce”, sottolinea Stefania Tarantino, assegnista di ricerca dell’INGV e prima autrice dell’articolo.
Piero Poli, Professore dell’Università degli Studi di Padova e coautore dell’articolo aggiunge, infatti, che “osservazioni di laboratorio mostrano come le proprietà elastiche varino in funzione dello stato di deformazione dei materiali (elasticità non-lineare), con significative implicazioni sulle caratteristiche meccaniche con cui le rocce di faglia rispondono all’accumulo di deformazione che precede i terremoti. La sensitività osservata è risultata simile ai valori misurati in laboratorio, confermando la validità dell’approccio scientifico adottato“.
“Le nostre osservazioni mostrano inoltre un aumento degli eventi sismici di bassa magnitudo (M < 3.7) in primavera-estate, quando il carico idrologico è maggiore, suggerendo che l’elasticità non-lineare possa giocare un ruolo chiave non solo nei fenomeni sismici minori, ma anche nella preparazione di terremoti di grande magnitudo, come quello che colpì l’Irpinia nel 1980″, sottolinea Aldo Zollo, Professore dell’Università degli Studi di Napoli Federico II e coautore dell’articolo.
Gaetano Festa, Professore dell’Università degli Studi di Napoli Federico II e coautore dell’articolo, aggiunge che “l’area geografica oggetto dello studio è oggi monitorata da un’infrastruttura multiparametrica avanzata denominata ‘Irpinia Near Fault Observatory’ e costituita da stazioni sismiche, geodetiche e geochimiche, nonché da un sistema di rilevamento sismico mediante fibra ottica (DAS), gestiti dall’INGV e dall’Università Federico II“.
Aspetto importante del lavoro è stata la sinergia con la società Acquedotto Pugliese, importante infrastruttura pubblica di approvvigionamento idrico-potabile della regione Puglia e gestore della Sorgente Sanità di Caposele, che ha fornito dati indispensabili per la comprensione della relazione tra effetti idrologici e processi crostali. “Siamo particolarmente soddisfatti di aver offerto il nostro contribuito alla realizzazione dello studio. Un contributo reso possibile dall’approfondita conoscenza della materia e dalla vasta esperienza sul campo, come testimoniato, tra l’altro, nel corso del convegno sul tema, organizzato con INGV nel nostro palazzo nel maggio scorso”, dichiara Domenico Laforgia, presidente di Acquedotto Pugliese.
I risultati di questo studio offrono nuove prospettive per comprendere e monitorare sempre meglio i processi di accumulo e rilascio della deformazione sismica, con l’obiettivo di migliorare le tecniche di mitigazione del rischio sismico.
a) Distribuzione dell’intensità della deformazione tettonica (scala cromatica e vettori di velocità) misurati dalle stazioni GNSS della rete RING. Le aree in verde mostrano la distribuzione degli acquiferi carsici responsabili delle deformazioni idrologiche osservate. b) sismicità nell’area irpina, segmenti attivati e meccanismo focale del terremoto Ms 6.9 del 23 novembre 1980. c) Serie temporali delle osservabili usate nello studio: portate della sorgente di Caposele (blu), variazioni di velocità δv/v (verde) e di spostamento alle stazioni MCRV e CAFE (in rosso). Osservare la stretta correlazione tra effetti idrologici, variazioni di velocità e di spostamento alla stazione MCRV (posta in prossimità degli acquiferi carsici) e la mancanza di correlazione a CAFE (posta in posizione più distante). d) rappresentazione schematica delle deformazioni idrologiche e loro relazione con le fasi di ricarica degli acquiferi carsici
Riferimenti bibliografici:
Tarantino, S., Poli, P., D’Agostino, N. et al. Non-linear elasticity, earthquake triggering and seasonal hydrological forcing along the Irpinia fault, Southern Italy, Nat Commun15, 9821 (2024), DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-54094-4
Nuove frontiere per il trattamento della SLA: la proteina HuD, un nuovo possibile target terapeutico Lo studio, pubblicato su Nature Communications e coordinato dal Dipartimento di Biologia e biotecnologie Charles Darwin della Sapienza, ha osservato un coinvolgimento della proteina HuD nei difetti della giunzione neuromuscolare, tra i primi segni distintivi della patologia. I risultati aprono allo sviluppo di nuove terapie mirate.
La SLA è una malattia neurodegenerativa progressivamente invalidante, dovuta alla compromissione graduale dei neuroni motori, le cellule nervose che stimolano la contrazione muscolare permettendo il movimento e altre funzioni importanti. Quando nei pazienti i neuroni motori degenerano, i muscoli volontari non ricevono più stimoli dal cervello e si atrofizzano, portando così alla paralisi completa. Attualmente, si utilizzano trattamenti capaci di ridurre i sintomi della malattia ma non esiste una cura per fermarne la progressione.
I difetti della giunzione neuromuscolare – il punto di connessione tra i neuroni motori e il muscolo – sono tra i primi segni distintivi della SLA.
Da quanto emerge dalla ricerca, condotta dal gruppo di Alessandro Rosa del Dipartimento di Biologia e biotecnologie della Sapienza in collaborazione con l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e l’Università di Pittsburgh, ci sarebbe un legame tra la disregolazione di una specifica proteina, denominata HuD, e i disturbi della giunzione neuromuscolare nei pazienti affetti da SLA.
“I risultati ottenuti individuano in questa proteina un ruolo cruciale in un momento precoce della malattia suggerendola quindi come un possibile target in ambito terapeutico”, ha sottolineato Alessandro Rosa.
La ricerca ha mostrato come livelli elevati di proteina HuD possano portare a difetti alla giunzione neuromuscolare con conseguente degenerazione dei neuroni motori. Riducendo quindi i livelli della proteina con terapie mirate si potrebbero limitare i disturbi della giunzione neuromuscolare nei pazienti.
Questa evidenza è stata confermata in vivo in un modello animale, il moscerino Drosophila melanogaster, in cui la sovraespressione della proteina causa difetti nella locomozione, mentre la sua riduzione migliora il fenotipo motorio.
Il progetto è stato finanziato dal PNRR nell’ambito del Centro Nazionale 3 – Sviluppo di terapia genica e farmaci con tecnologia a RNA. Per il Dipartimento di Biologia e Biotecnologie hanno contribuito al lavoro anche Alessio Colantoni e Monica Ballarino.
Riferimenti bibliografici:
“HuD impairs neuromuscular junctions and induces apoptosis in human iPSC and Drosophila ALS models” – Beatrice Silvestri, Michela Mochi, Darilang Mawrie, Valeria de Turris, Alessio Colantoni, Beatrice Borhy, Margherita Medici, Eric Nathaniel Anderson, Maria Giovanna Garone, Christopher Patrick Zammerilla, Marco Simula, Monica Ballarino, Udai Bhan Pandey & Alessandro Rosa, Nature Communications, volume 15, Article number: 9618 (2024) doi: https://www.nature.com/articles/s41467-024-54004-8
Polarizzazione politica e interazioni sui social: esistono schemi comuni a livello internazionale La ricerca pubblicata su Nature Communications, che ha coinvolto il Dipartimento di Informatica della Sapienza, mette in luce le dinamiche comuni della polarizzazione politica online su scala globale. Grazie all’analisi delle interazioni tra gli utenti su piattaforme online in ben nove Paesi, i ricercatori hanno rilevato l’esistenza di pattern ripetuti in diversi contesti nazionali.
La polarizzazione politica sui social network è un fenomeno internazionale. Al di là delle specificità dei singoli contesti nazionali – che differiscono per cultura, storia, sistema politico – il dibattito politico online si articola seguendo pattern comuni a livello globale. Lo studio, pubblicato su Nature Communications e condotto da un team internazionale di ricercatori, tra cui Walter Quattrociocchi, direttore del Centro per la Data Science e la complessità per la società della Sapienza, mira a individuare le dinamiche comunicative che vanno oltre i confini politici dei singoli Stati.
Grazie ad una analisi effettuata nel 2022 sulle interazioni che avvenivano su una specifica piattaforma in nove Paesi anche molto diversi tra loro (Canada, Francia, Germania, Italia, Polonia, Spagna, Turchia, Regno Unito e Stati Uniti), il gruppo di ricercatori, composto da scienziati sociali e informatici, ha individuato molteplici elementi ricorrenti.
La polarizzazione politica – presente anche nel mondo offline – appare particolarmente visibile nel mondo dei social network, soprattutto per la struttura intrinseca delle piattaforme online. In tutti i Paesi analizzati, le reti di interazione politica sui social sono risultate strutturalmente polarizzate lungo linee ideologiche (ad esempio destra/sinistra).
“Su quella che era la piattaforma Twitter, l’ostilità tra gruppi politici contrapposti è manifesta – spiega Walter Quattrociocchi. Questo, a livello comunicativo, si traduce in interazioni più tossiche rispetto a quelle osservabili tra i membri appartenenti allo stesso gruppo politico. Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, le interazioni tossiche coinvolgono meno gli utenti. Per questi contenuti, il numero di like infatti appare minore rispetto a quello delle interazioni meno tossiche”
La ricerca mette in evidenza come la polarizzazione politica non sia un fenomeno limitato a una singola nazione, ma presenti caratteristiche simili tra diverse culture e contesti nazionali.
“Comprendere questi pattern comuni – commenta Quattrociocchi – è essenziale per poter pensare a soluzioni efficaci in grado di ridurre l’ostilità politica e promuovere un dialogo più costruttivo”.
Riferimenti bibliografici:
Patterns of partisan toxicity and engagement reveal the common structure of online political communication across countries – Falkenberg, M., Zollo, F., Quattrociocchi, W. et al. Nature Communications (2024), DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-024-53868-0
Polarizzazione politica e interazioni sui social: esistono schemi comuni a livello internazionale, lo studio su Nature Communications. Foto di Mudassar Iqbal
Testo dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma
Lotta ai tumori e alle malattie genetiche grazie alle nanoparticelle lipidiche I ricercatori del NanoDelivery Lab della Sapienza hanno sviluppato una tecnologia che utilizza nanostrutture biocompatibili per trasportare grandi molecole di DNA preparando il terreno per nuove terapie geniche mirate. I risultati dello studio sono pubblicati su Nature Communications.
L’avvento delle nanoparticelle lipidiche ha rivoluzionato il campo della terapia genica. Utilizzate anche nello sviluppo di vaccini a base di mRNA contro il COVID-19, le nanoparticelle lipidiche hanno dimostrato un grande successo nelle applicazioni cliniche. Tuttavia, la capacità di queste particelle di incapsulare efficacemente molecole di DNA di grandi dimensioni rimane ancora un campo poco battuto.
La ricerca del NanoDelivery Lab della Sapienza Università di Roma, coordinata da Giulio Caracciolo e Daniela Pozzi, si propone di colmare questo vuoto. Nello studio pubblicato su Nature Communications, svolto in collaborazione con altri istituti italiani ed europei come l’Istituto Pasteur Italia, la Scuola Normale Superiore di Pisa e l’Università Tecnica di Graz in Austria e con il supporto del consorzio CERIC-ERIC (Central European Research Infrastructure Consortium), i ricercatori hanno ottenuto delle particelle con una morfologia unica che dimostrano una capacità di trasporto migliorata rispetto alle formulazioni tradizionali, aprendo la strada a nuove terapie geniche mirate.
La tecnologia progettata utilizza nanoparticelle lipidiche in grado di incorporare DNA di grandi dimensioni. Le particelle risultanti sono poi ulteriormente ingegnerizzate e rivestite con una corona biomolecolare fatta di DNA e proteine plasmatiche: in seguito a questa modifica, le nanoparticelle lipidiche ottenute diventano una vera e propria nano-architettura biologica capace di eludere il sistema immunitario e aumentare l’efficacia della terapia genica.
“L’approccio innovativo del nostro studio dimostra una capacità di trasporto del DNA migliorata rispetto alle formulazioni classiche, garantendo al contempo una maggiore stabilità e una ridotta risposta immunitaria. – spiega Giulio Caracciolo della Sapienza – Questo potrebbe consentire la correzione di difetti genetici e fornire strumenti per la lotta contro il cancro, rappresentando un passo importante verso terapie innovative per malattie difficili da trattare con i metodi attualmente in uso nella pratica clinica”.
Riferimenti bibliografici:
Structuring lipid nanoparticles, DNA, and protein corona into stealth bionanoarchitectures for in vivo gene delivery – Renzi, S., Digiacomo, L., Pozzi, D. et al. – Nature Communications (2024) https://doi.org/10.1038/s41467-024-53569-8
Lotta ai tumori e alle malattie genetiche grazie alle nanoparticelle lipidiche; il nuovo studio pubblicato su Nature Communications. Foto di Konstantin Kolosov
Testo dal Settore Ufficio stampa e comunicazione Sapienza Università di Roma
Riscaldamento globale: entro 2100 pericolo estinzione per alghe e foreste marine
L’Università di Pisa partner dello studio pubblicato sulla rivista Nature Communications, secondo il team di ricerca le regioni polari potrebbero essere l’ultimo rifugio per queste specie
Se non ci saranno interventi per mitigare subito le emissioni di gas serra, le foreste macroalgali e le fanerogame (fra cui Posidonia oceanica, una pianta superiore endemica del Mediterraneo) sono a rischio estinzione entro il 2100. Il riscaldamento globale rischia di provocare a livello mondiale una riduzione fra l’80 e il 90% degli ambienti adatti alla sopravvivenza di queste specie che potranno trovare rifugio solo nelle regioni polari. Lo scenario emerge da uno studio pubblicato sulla rivista Nature Communications e condotto dalle Università di Helsinki e di Pisa, dall’Istituto superiore per la protezione e la ricerca ambientale (ISPRA) e dal Centro di eccellenza australiano per la Biodiversità e il patrimonio naturale (CABAH).
Attraverso modelli statistici, la ricerca ha mappato la distribuzione di 207 specie, 185 macroalghe brune e 22 fanerogame, a partire dal 2015 con proiezioni annuali sino alla fine del secolo. Questi organismi, presenti attualmente in grande quantità sulle coste (le macroalghe occupano 2,63 milioni di km2 e le fanerogame 1,65), sono essenziali per la vita marina in quanto producono ossigeno attraverso la fotosintesi, immagazzinano anidride carbonica, contribuiscono a mantenere una elevata biodiversità, fanno da ‘nursery’ a numerose specie di pesci e crostacei di interesse commerciale e proteggono dall’erosione costiera.
“La questione è globale, le foreste macroalgali popolano le coste rocciose di tutto il mondo, dalla battigia ad alcune decine di metri di profondità – spiega il professore Lisandro Benedetti-Cecchi del dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa – Nel Mediterraneo queste sono costituite prevalentemente da alghe brune arborescenti del genere Cystoseira, piante le cui “chiome” si innalzano dal fondo per alcune decine di centimetri formando delle vere e proprie foreste in miniatura. Insieme a Posidonia oceanica, le alghe arborescenti sono una riserva di energia che alimenta il funzionamento dell’intero sistema marino costiero e in ultima analisi la nostra vita sulla terraferma”.
L’impatto del cambiamento climatico non sarà comunque uniforme a livello globale, con zone che potranno perdere o guadagnare in termini di biodiversità, in un bilancio complessivo comunque negativo. Secondo la stime, le foreste di macroalghe e le fanerogame diminuiranno soprattutto in Europa, nel Mar Baltico, nel Mar Nero, nella costa pacifica del Sud America, nella penisola coreana e nelle coste nord-occidentali e sud-orientali dell’Australia.
“Gli studi sul cambiamento climatico di solito riguardano l’ambiente terrestre, mentre il mare resta di solito relativamente inesplorato – conclude il professore Lisandro Benedetti-Cecchi – questo lavoro vuole ribaltare la prospettiva, e quantificare i cambiamenti globali che riguardano l’ecosistema marino”.
Riferimenti bibliografici:
Manca, F., Benedetti-Cecchi, L., Bradshaw, C.J.A. et al. Projected loss of brown macroalgae and seagrasses with global environmental change, Nat Commun15, 5344 (2024), DOI: https://www.nature.com/articles/s41467-024-48273-6
Riscaldamento globale: entro 2100 pericolo estinzione per alghe e foreste marine; lo studio è pubblicato sulla rivista Nature Communications. Nell’immagine, Posidonia oceanica. Foto di Frédéric Ducarme, CC BY-SA 4.0
Testo e foto (ove non indicato diversamente) dall’Ufficio Stampa dell’Università di Pisa
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