Saranno gli ultimi sviluppi della modellistica computazionale applicata al cervello dei pazienti affetti da malattie renali croniche e le frontiere della tecnologia di imaging cerebrale i due punti centrali di una scuola di formazione, organizzata presso la sede di Biogem, ad Ariano Irpino, il prossimo 9 ottobre, alle 15:00, e in programma fino a tutto il giorno 10. L’iniziativa, fruibile anche in videoconferenza, costituisce la terza tappa del progetto CONNECT (Cognitive decline in Nephro-Neurology: an European Cooperative Target) e vede ancora una volta protagonista il direttore scientifico di Biogem, Giovambattista Capasso, pioniere negli studi sui rapporti rene-cervello.

Si parte dunque, nel pomeriggio di lunedì 9 ottobre, con la relazione del professore Ruben Moreno Bote (Universitat Pompeu Fabra, Barcelona, Spain) incentrata sul contributo dato dalla neuroscienza computazionale nello svelare i meccanismi neurali sottostanti alle funzioni cognitive.

Seguirà il professore Viktor Jrsa (Director Institut de Neurosciences des Systèmes (INS), Faculté de Medécine | Aix-Marseille Université), presente in video-conferenza, che affronterà il tema della rilevanza clinica della tecnologia del ‘gemello digitale’.

Targata Biogem sarà la sessione mattutina del giorno 10, avviata dal professore Michele Ceccarelli, responsabile del Laboratorio di Bioinformatica e Biologia Computazionale, che parlerà proprio della biologia dei sistemi computazionali su larga scala per le malattie umane. L’intrigante mondo della ‘conoscenza incarnata’ e i problemi teorici ed etici ad esso connessi si offrirà, invece, alle riflessioni del dottore Michele Farisco, responsabile dell’Area di ricerca Scienza e Società.

Il pomeriggio prevede delle attività di laboratorio a cura del gruppo di ricerca di bioinformatica di Biogem. Alle 16:00 il convegno riprenderà con la relazione della professoressa Armida Mucci (Università della Campania ‘Luigi Vanvitelli’), che svilupperà il tema della valutazione cognitiva di soggetti con malattia renale cronica.

Le conclusioni sono affidate al direttore scientifico di Biogem, il professore Giovambattista Capasso, impegnato in prima linea nella sfida di creare un’interfaccia tra scienziati eminenti operanti nel campo della ricerca neuroscientifica di avanguardia e giovani laureati e ricercatori junior, alla base del progetto CONNECT.

‘’L’obiettivo – chiarisce Capasso - è fornire loro informazioni aggiornate sullo stato dell’arte della ricerca in materia di capacità cognitive, con un approfondimento sulle neuroscienze dal punto di vista computazionale, teorico e clinico, al fine di esplorare le strategie possibili per applicare al meglio, nella pratica clinica, i più recenti ed avanzati risultati della ricerca’’. ‘’La connessione tra la modellistica computazionale applicata al cervello e la malattia renale – garantisce infine lo stesso Capasso, recentemente nominato direttore scientifico della Società Europea di Nefrologia - sarà investigata molto approfonditamente, come le implicazioni etiche e teoriche dei modelli computazionali delle capacità cognitive e le loro possibili applicazioni cliniche’’.

Ettore Zecchino

Una combinazione di immunoterapia ed epigenetica costituisce una risposta farmacologica tra le più efficaci nella lotta al melanoma, il più aggressivo tumore della pelle. La conferma è appena arrivata dallo studio NIBIT-M4, realizzato dalla Fondazione NIBIT (Network Italiano per la Bioterapia e l’Immunoterapia dei Tumori), con il contributo della Fondazione AIRC (Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro). I dati della ricerca, alla quale ha dato un apporto non marginale Biogem, grazie al professore Michele Ceccarelli e alla dottoressa Teresa Maria Rosaria Noviello (prima autrice dello studio), sono stati recentemente pubblicati sulla rivista internazionale ‘Nature Communications’. Leggendo questo articolo, si possono verificare, in particolare, i risultati dell’analisi multi-omica integrata dei pazienti affetti da melanoma metastatico, per i quali, a seguito della somministrazione integrata di farmaci immunoterapici ed epigenetici, la sopravvivenza a cinque anni è risultata del 28,9%. Nello studio clinico NIBIT-M4, i ricercatori, guidati dal professore dell’Università di Siena, Michele Maio, presidente della Fondazione NIBIT, hanno quindi evidenziato che nei pazienti con melanoma la successione di guadecitabina e ipilimumab - il primo un agente ipometilante, il secondo un immunoterapico - migliora la risposta del sistema immunitario nel riconoscere ed attaccare le cellule tumorali modificate nel loro DNA, grazie al trattamento con il farmaco epigenetico. 

“Utilizzando un approccio multi-omico, utile ad identificare e a quantificare tutti gli attori in gioco nell’interazione tra sistema immunitario e cellule tumorali, abbiamo anche dimostrato - aggiunge il Direttore del Laboratorio di Bioinformatica e Biologia Computazionale di Biogem, Michele Ceccarelli - che è possibile stratificare i pazienti in quattro differenti gruppi, discriminando sia la sopravvivenza complessiva sia quella senza progressione di malattia”.

‘’Mediante l'applicazione e lo sviluppo di innovative tecniche integrative computazionali messe in pratica nel laboratorio di Biologia Computazionale di Biogem – ha sottolineato infine la dottoressa Noviello - ho potuto caratterizzare gli aspetti genetici e funzionali (sia del sistema immunitario sia della componente tumorale) specifici per ogni paziente, permettendo così di comprendere meglio i meccanismi di risposta o resistenza alla sperimentazione clinica’’.

Ettore Zecchino

Le due culture e la green economy.

Dibattito con Luisella Battaglia, Mario Panizza e Ortensio Zecchino

Una conoscenza sempre più approfondita dei meccanismi alla base di una malattia rara caratterizzata da danno renale associato a cardiomiopatia è stata resa possibile grazie a un’intensa collaborazione tra due centri di ricerca campani, l’istituto Telethon di genetica e medicina (Tigem) di Pozzuoli e il Biogem di Ariano Irpino. Tale conoscenza potrebbe aprire la strada allo sviluppo di nuove strategie terapeutiche contro la malattia, una patologia molto rara, di cui al momento si conoscono soltanto 10 famiglie colpite nel mondo. Protagonisti principali dello studio sono il professore Andrea Ballabio, direttore del Tigem, con i ricercatori Irene Sambri e Marco Ferniani, e il professore Francesco Trepiccione, direttore del Laboratorio di Nefrologia Traslazionale di Biogem.

‘’Tutto è cominciato – spiega il professore Trepiccione - quando è arrivata alla nostra attenzione una famiglia in cui molti componenti presentavano un quadro clinico renale segnato dalla perdita, nelle urine, di grandi quantità di potassio e magnesio, tanto da far abbassare di molto i livelli nel sangue di questi ioni ed esporli a crampi, stanchezza e, soprattutto, a rischio di improvvisa morte cardiaca’’. ‘’Tale quadro – chiarisce Trepiccione - è comune a molte altre tubulopatie renali, ovvero malattie caratterizzate da particolari alterazioni della funzione renale, ma in questa famiglia si associava ad alterazioni cardiache presenti già in giovane età e molto severe, fino ad avere bisogno di un trapianto cardiaco’’.

Il primo passo è stata l’identificazione, nei membri di questa famiglia, di una particolare mutazione a carico di un gene chiamato RRAGD di cui erano già state descritte altre mutazioni associate a tubulopatia renale con cardiomiopatia dilatativa. “Studi precedenti condotti nel mio laboratorio – spiega il professore Ballabio – avevano già dimostrato che la proteina codificata da questo gene (RagD) rappresenta un importante regolatore di altre molecole fondamentali per la cellula: mTORC1, un complesso proteico in grado di ‘sentire’ le condizioni ambientali della cellula, e TFEB, coinvolto nel controllo dello smaltimento dei rifiuti cellulari, a sua volta regolato da mTORC1.”

“Grazie ai nuovi esperimenti condotti al Tigem abbiamo capito – precisano Sambri e Ferniani - che le mutazioni di RagD responsabili della malattia rendono questa proteina sempre ‘attiva”’, il che a sua volta comporta un’alterazione dell’attività di mTORC1 e di TFEB, condizionando in modo significativo varie funzioni cellulari necessarie al normale funzionamento del tessuto renale e cardiaco”. In particolare, le cellule rispondono in modo difettoso a diversi stimoli ambientali, innescando una cascata di cambiamenti che contribuiscono all'insorgenza della tubulopatia renale e della cardiomiopatia. Ora l’ipotesi di lavoro è che il ripristino della funzione di TFEB potrebbe rappresentare un'efficace strategia terapeutica per questa malattia e per altre forme di tubulopatia renale e cardiomiopatia non associate a mutazioni di RagD, ma che potrebbero dipendere da mutazioni di altri geni coinvolti nella regolazione di mTORC1 e TFEB. “Nel frattempo – informa Trepiccione - è nata una collaborazione internazionale con altri centri che seguono pazienti affetti da questa condizione, al fine di definire, in tempi brevi, terapie efficaci”.

Lo studio è frutto di importanti collaborazioni nazionali e internazionali con i gruppi di Giancarlo Parenti dell’Università Federico II, Vincenzo Nigro dell’Università della Campania “Luigi Vanvitelli” e Leopoldo Staiano dell’istituto di Ricerca Genetica e Biomedica-IRGB (CNR) di Milano, tutti e tre anche ricercatori Tigem, Milena Bellin dell’Università di Leiden e Padova, Lukas Huber dell’Università di Innsbruck e Carlo De Virgilio dell’Università di Fribourg. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Communication, che lo ha annoverato tra i migliori lavori pubblicati nell’anno per l’area di ricerca clinica e traslazionale. “Una dimostrazione di quanto sia importante per tutta la comunità scientifica” conclude Ballabio.

Comunicato Fondazione Telethon-Biogem

Le procedure diagnostiche, prognostiche e terapeutiche per pazienti con disordini della coscienza (coma, stato vegetativo, stato minimamente cosciente) presentano significative differenze tra diversi Paesi e contesti clinici nel mondo. Ad attestarlo è uno studio condotto da un team internazionale, al quale ha partecipato, come ideatore e primo autore, Michele Farisco, responsabile dell’area di ricerca Scienza e Società di Biogem. Il lavoro, pubblicato sulla rivista internazionale ‘Journal of Neurology’, si è posto, appunto, l’obiettivo di analizzare le due linee guida internazionali di riferimento, una dall’Europa e un’altra dagli Stati Uniti, che sono state formulate con l’obiettivo di facilitare una prassi comune tra i medici che lavorano con questa popolazione di pazienti particolarmente problematica.

‘’La fattibilità di tale tentativo – chiarisce Farisco - è limitata da una serie di fattori, inclusa la tipologia di contesto nel quale opera il medico (per esempio, ospedali collegati ad università piuttosto che nosocomi ordinari), ma anche dall’esperienza e dalla disponibilità di risorse, sia umane sia finanziarie, adeguate’’. ‘’Al fine di aumentare l’efficacia delle due linee guida - continua Michele Farisco – grazie all’ausilio di un gruppo di ricercatori di ambito prevalentemente clinico facenti parte della ‘International Brain Injury Association’, ho coordinato un’indagine online per studiare la prassi clinica degli operatori sanitari relativamente alla gestione e cura di pazienti con disordini della coscienza’’.

Tale indagine ha coinvolto 216 operatori sanitari, distribuiti in 49 Paesi, e da essa è emerso che mentre alcune raccomandazioni sono già implementate in ambito clinico, altre non lo sono e potrebbero richiedere maggiore specificità per aumentarne l’efficacia. ‘’Tra queste – sottolinea infine Michele Farisco - la messa in opera di una valutazione della coscienza residua tramite l’utilizzo di diversi approcci diagnostici, l’individuazione e il trattamento del dolore e l’impatto delle restrizioni conseguenti alla pandemia da COVID-19 sul coinvolgimento delle famiglie e dei rappresentanti legali dei pazienti’’.

Ettore Zecchino