Sono due i progetti dell’Università di Pisa che hanno ricevuto l’ERC Consolidator Grant, uno dei più prestigiosi finanziamenti della Commissione Europea, destinato a ricercatrici e ricercatori nella fase intermedia della loro carriera, finalizzato a rafforzare i loro gruppi di ricerca e perseguire attività di ricerca innovativa. Ad aggiudicarsi il finanziamento sono state Paola Binda, professoressa associata al Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia, che ha ottenuto 1.99 milioni di euro per cinque anni per il progetto “PredActive”, ed Elisa Coda, ricercatrice al Dipartimento di Civiltà e Forme del Sapere, che ha ottenuto 1.55 milioni di euro per il progetto “ArOMa”. In entrambi casi l’Università di Pisa è la Host Institution dei progetti.

“Esprimo le mie congratulazioni alle due ricercatrici per l’eccezionale risultato raggiunto che testimonia l’eccellenza della loro ricerca – commenta la professoressa Benedetta Mennucci, prorettrice per la promozione della ricerca – La soddisfazione è ulteriormente amplificata considerando che i progetti presentati da Binda e Coda hanno beneficiato del servizio attivato negli ultimi due anni dall'Università di Pisa per il supporto alla redazione dei progetti destinati ai bandi ERC."

A livello europeo, sono state finanziate 327 proposte sulle 2.313 ricevute, per un finanziamento totale di 678.000.000 di euro. Più nel dettaglio, i due progetti pisani rientrano tra i 103 finanziati, a livello europeo, nell’area Social Sciences and Humanities. In Italia sono in totale 20 le proposte ad aver ricevuto l’ERC, mentre in Toscana l’Università di Pisa è l’unica ad aver ottenuto finanziamenti.

PredActive - Predictions and Actions shape sensory plasticity

Il progetto PredActive ha lo scopo di offrire una spiegazione innovativa a una domanda fondamentale: perché la plasticità del nostro cervello diminuisce con l’età? Man mano che cresciamo, il sistema nervoso sviluppa aspettative; queste ottimizzano la percezione, ma riducono la capacità di apprendimento perché portano a ignorare buona parte delle informazioni sensoriali. PredActive propone che sia proprio questo a limitare la plasticità e ne esplorerà i meccanismi attraverso neuroimmagini e tecniche psicofisiologiche; valuterà anche le potenziali implicazioni cliniche, come nuove strategie per riabilitare funzioni sensoriali, ad esempio nella sindrome dell’occhio pigro. Il finanziamento di questo progetto ERC-Consolidator arriva solo qualche settimana dopo la chiusura del progetto ERC-Starting, PUPILTRAITS. Dice Paola Binda: “PredActive è il prodotto del lavoro di squadra; le idee sono nate nel nostro gruppo di ricerca; la loro attuazione è possibile solo all’interno della cultura collaborativa dell'Università di Pisa e con le infrastrutture e le competenze specifiche a cui dà accesso. Per esempio, sia PUPILTRAITS che PredActive dipendono in modo critico dalla nostra collaborazione con Imago7, l’unico centro di risonanza magnetica a campo ultra-alto per studi sull’uomo in Italia, che offre la possibilità di studiare la funzione cerebrale ad un livello di dettaglio senza precedenti”.

ArOMa - “Aristotle One and Many. The Arabic Pseudepigrapha”

Il progetto ArOMA studia le opere che sono state attribuite ad Aristotele nelle culture greca, latina, araba ed ebraica, tra la fine dell'antichità e il medioevo. Fra queste opere, le più numerose ed influenti sono state prodotte in arabo. Il progetto ArOMa si propone di classificare, studiare, tradurre e far conoscere questi materiali che, nella loro diversità, hanno contribuito assieme alle opere autentiche di Aristotele a creare l'immagine medievale di Aristotele, "il maestro di color che sanno". Dice Elisa Coda: "La trasmissione del sapere filosofico e scientifico dall'antichità al medioevo è uno dei fenomeni più complessi e interessanti nella storia delle idee. La nostra università, peraltro, è già stata sede di un importante progetto ERC su questo tema e sono onorata di poter iniziare una nuova pista di ricerca in questo ambito, per il quale Pisa è internazionalmente nota. Il progetto ArOMA ruota intorno alla figura di Aristotele nella recezione araba, latina ed ebraica e studia le opere che gli sono state attribuite, ma non sono sue. I testi che metteremo a disposizione degli storici delle idee filosofiche e scientifiche sono quasi ignoti al giorno d'oggi, ma in età premoderna hanno molto contribuito alla creazione di un linguaggio scientifico comune alle tre culture".

Gli effetti dannosi di un’esposizione prematura all’eccesso di ossigeno (iperossia) nei neonati pretermine – con tutte le patologie conseguenti - possono essere neutralizzati con una stimolazione farmacologica del recettore β3-adrenergico visto il suo ruolo indispensabile durante la vita intrauterina, dove permette al feto di vascolarizzarsi, adattarsi e sopravvivere in ambiente fortemente scarso di ossigeno (ipossia).

E’ quanto emerge da studi preclinici su modelli sperimentali appena pubblicati in questo lavoro (http://doi.org/10.1002/med.22092), redatto da un gruppo multidisciplinare di ricerca di Aoup e Unipi insieme ad altri centri (Università di Firenze e Irccs Meyer) e uscito sulla rivista di farmacologia Medicinal Research Review, nel quale viene illustrata non solo una nuova interpretazione dei meccanismi che portano i neonati pretermine a sviluppare alcune caratteristiche malattie, ma anche una specifica strategia terapeutica che potrebbe indurre in loro un virtuale riavvicinamento all’utero materno e, dunque, ricreare le condizioni favorevoli a uno sviluppo fisiologico anche dopo un parto prematuro.

Il benessere fetale è infatti strettamente legato all’ambiente dinamicamente ipossico. La nascita prematura comporta l’esposizione precoce del feto immaturo a un ambiente più ricco di ossigeno rispetto all’utero. Di conseguenza, i neonati prematuri affrontano una condizione di relativa iperossia, che altera lo sviluppo postnatale degli organi e contribuisce alle malattie legate alla prematurità (retinopatia del prematuro, enterocolite necrotizzante, diplasia broncopolmonare, leucomalacia periventricolare). Fino a qualche tempo fa era poco chiaro il meccanismo molecolare attraverso cui l’elevata tensione di ossigeno alterasse la normale differenziazione fetale. Questo studio, oltre a dimostrare su modelli animali che l’esposizione precoce a un ambiente relativamente iperossico possa compromettere i nati pretermine a causa della ridotta espressione del β3-adrenorecettore, suggerisce l’ipotesi che i disturbi conseguenti alla nascita prematura possano essere contrastati o persino prevenuti proprio attraverso la stimolazione farmacologica dei rimanenti β3-adrenorecettori, creando una sorta di placenta artificiale farmacologica.

Questo filone di ricerca era stato inaugurato a Pisa circa 14 anni fa per testare l’efficacia del propranololo (un beta-bloccante) nel contrastare la progressione della retinopatia del prematuro. In questo contesto emerse in modo sempre più evidente la sensibilità dei recettori adrenergici β3 ai livelli di ossigeno ambientale (e la loro particolare attivazione in ambiente ipossico). Da lì la ricerca si è diramata in due direzioni, portate avanti da più gruppi toscani: una sul loro ruolo chiave nell’induzione della crescita embrio-fetale, di cui appunto lo studio appena pubblicato rappresenta l’ultimo avanzamento con una prospettiva terapeutica e l’altra, più propriamente oncologica, diretta a trovare un loro potenziale antagonista (questi recettori vengono infatti impiegati anche dalle cellule tumorali per vascolarizzarsi, ingannando i meccanismi di difesa dell’ospite). Vedi notizia correlata: Usurpare le capacità embrionali: individuato meccanismo biologico che governa crescita del feto e sviluppo di tumori aggressivi. Studio pisano su Medicinal Research Review

“Data la rilevanza delle patologie interessate, la fragilità dei pazienti coinvolti e l’innovatività di questo approccio – dichiara il direttore dell’Unità operativa di Neonatologia dell’Aoup, Luca Filippi, associato di Pediatria generale e specialistica all’Università di Pisa nonché prima firma dello studio - l’auspicio è che quanto finora emerso su modelli sperimentali possa presto traslarsi con successo all’uomo” (fonte: ufficio stampa Aoup).

Gene surgery has a new ally thanks to gold nanoparticles, which allow active ingredients to enter the nucleus of cells and act on DNA by eliminating harmful mutations. The discovery comes from the recently completed European I-Gene project, which has been acknowledged by the European Innovation Council for its excellence in innovation. This is a recognition given by the European Commission for important achievements.

“We are in an era where we can edit genomes and this means that if there are errors, we can basically correct them, but there is a bottleneck when you try to turn all this into useful therapies and applications,” explains Professor Vittoria Raffa of the Biology Department of the University of Pisa, coordinator of the project.

“The active ingredients that carry out this editing are actually enzymes that cannot enter the cells on their own,” continues Raffa. “In order to solve this problem, we were the first to use gold nanoparticles as vectors. They offer advantages over the viral vectors currently used: they are non-toxic, which makes it possible to use them more widely without contraindications, and they are activated by light”.

The project team, from left to right: Arnoud Everhardt, Vittoria Raffa, Soultana Konstantidinou, Marta d’amora, Mascha Stroobant, Agnieszka Lindstaedt, Carmen Piazza, Alessandro De Carli, Elena Landi, Chiara Gabellini, Michele Lai, Dariusz Witt, Piotr Barski.

Gold nanoparticles were tested in vitro and in vivo on zebrafish embryos. The case studies involved COVID-19 and melanoma. In the latter case, laser photoactivation was used.

On a technical level, I-Gene proposed a new concept of genetic engineering with a methodology based on laser activation of a nanovector capable of inducing DNA rupture or cleavage. The superiority over current methods also lies in the integration of temporal, spatial and fidelity functions: editing only occurs when the laser is switched on, and strictly focused on the target. Overall, this enables control of single-cell editing and provides a high level of confidence in the development of effective genome editing for biotechnology and therapeutic applications.

The lecturers of the University of Pisa involved in the project were Professor Vittoria Raffa together with Professor Chiara Gabellini of the Biology Department, Professor Mauro Pistello and Doctor Michele Lai of the Translational Medicine Department, and Professor Francesco Fuso of the Physics Department.

The final I-GENE conference was held on 19 and 20 March at ExCel in London, as a satellite event of the Advanced Therapies Congress, Europe’s largest conference and exhibition on cell and gene therapies. It was an incredible and unique opportunity for I-GENE researchers to meet industry leaders and policy makers, share insights, build partnerships, and shape the future of advanced therapies.

Martedì 10 dicembre alle 17:45, nell'aula F7 del polo F., Giorgio Cortinovis conduce il workshop "Sotto lo Strato Nascosto: dilemmi etici e IA".

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