Gli “investigatori” del cervello si riuniscono alla Spywatch di Bari

Tra gli special guest della scuola estiva, organizzata dall'Università di Bari su fisiologia e biofisica delle proteine canale, alcuni tra i maggiori ricercatori americani

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Spywatch. Di primo acchito questa parola inglese, che fa subito pensare a spie e indagini, potrebbe far venire alla mente un film con protagonista l’agente segreto 007 o, magari, l’investigatore Sherlock Holmes. E non ci si allontanerebbe, poi, così tanto dalla realtà. Di forme d’investigazione, del resto, a voler essere pignoli, ce ne sono tante. E quella scientifica è senza dubbio una tra esse.

SPYWATCH potrebbe essere, dunque, un acronimo per qualcosa che ha a che fare con la scienza, qualcosa di complicato, persino, che viene tradotto in un singolo lemma dal suono accattivante ed esotico. Quel qualcosa è la Summer School in PhYsiology and Biophysics of WATer and Ion CHannels, scuola estiva indirizzata a laureati, dottorandi e post-doc interessati alla Fisiologia e Biofisica delle proteine canale, organizzata dall’università di Bari e fortemente voluta dalla prof.ssa Maria Svelto, capo del dipartimento di Bioscienze, biotecnologie e biofarmaceutica sotto la direzione di Grazia Paola Nicchia, direttrice della scuola e docente ordinario di neuroscienze e neurofisiologia.

“Le proteine che veicolano l’acqua nelle cellule e i canali ionici sono legati da una indissolubile amicizia”. E’ così che la prof.ssa Nicchia, durante la sua talk, ha inaugurato il corso formativo, dopo le presentazioni ufficiali del rettore dell’università Antonio Felice Uricchio e di Sebastiano Leo, assessore regionale alla Politica per il lavoro, diritto allo studio e formazione professionale.

Gli "investigatori" del cervello si riuniscono alla Spywatch di Bari
Un momento della conferenza di presentazione della scuola

I segreti della nostra natura, i desideri, le speranze e le paure, i ricordi e le aspettative future sono tutti riposti nel cervello, un organo che pesa appena un chilo e mezzo e che, per la sua complessità, può essere paragonato all’universo.

Da sempre tra gli elementi più enigmatici e misteriosi del corpo umano, per secoli il cervello ha resistito alle bramose inquisizioni degli scienziati, ma i progressi più recenti e sorprendenti delle neuroscienze, dalla biologia molecolare all’elettrofisiologia e all’informatica, ci inducono a pensare che, prima o poi, saremo in grado di decifrarne i segreti, comprenderne il funzionamento e perfino potenziarne le funzioni.

Non si è mai saputo così tanto sul cervello come in questo momento storico e quel “tanto” costituisce oggi un solido punto di partenza per un’avventura che promette di guidare gli studiosi verso le profondità della mente. Tuttavia, le scommesse da vincere sono ancora tante. E a tal proposito, SPYWATCH ne ha lanciata qualcuna, vincendole tutte.

spywatch

Attraverso lezioni frontali e attività di laboratorio ha, infatti, permesso a neuroscienziati e fisiologi provenienti da tutto il mondo, da New York all’Italia, passando per il Portogallo e la Germania, con la partecipazione di alcuni tra i più importanti ricercatori italiani, di condividere le loro esperienze sulla comprensione dei meccanismi molecolari che regolano le attività cerebrali.

Tra gli interventi degli scienziati “special guests” oltreoceano, impossibile non citare quelli dei due docenti ordinari David C. Spray del dipartimento di Medicina presso l’Albert Einstein collage di New York e di Eliana Scemes, proveniente dal New York Medical College, che possono vantare numerose pubblicazioni su riviste scientifiche di importanza internazionale e da anni collaboratori dell’ateneo barese. Per non dire di Aldebaran M. Hofer, professoressa associata all’Harvard Medical School e redattrice del Journal of Cellular and Molecular Medicine.

Tra i topics più rilevanti rientrano certamente il ruolo delle acquaporine come canali di trasporto dell’acqua a livello delle membrane cellulari, studiate attraverso l’impiego di nuove tecnologie mostrate e spiegate nel dettaglio ai partecipanti, durante le attività di laboratorio, dai docenti dell’Università di Bari: Giuseppe Calamita, Antonio Frigeri, Grazia Tamma, Giovanna Valenti, Andrea Gerbino, Maria Grazia Mola, Marianna Ranieri.

Un tempo si pensava che il trasporto dell’acqua attraverso le membrane cellulari avvenisse solamente per diffusione semplice. Erano comunque noti dei sistemi sperimentali, come le membrane cellulari degli eritrociti di mammifero, in cui si osservava una permeabilità all’acqua troppo elevata per poter essere mediata dalla diffusione semplice attraverso il doppio strato lipidico, e ciò suggeriva l’esistenza di meccanismi aggiuntivi di trasporto dell’acqua.

La situazione divenne più chiara nel 1992, quando fu identificato il primo canale di trasporto dell’acqua. Particolari oggetti di studio dei fisiologi baresi sono i meccanismi biomolecolari legati alla regolazione dell’espressione e della funzione dell’Acquaporina-4 (AQP4), a livello genico e proteico, e al coinvolgimento di questa proteina in diversi processi fisiologici e patologici, come quelli coinvolti nella Neuromielite-Ottica (NMO), devastante patologia autoimmune demielinizzante associata alla presenza, nel siero dei pazienti, di auto-anticorpi NMO-IgG,che riconoscono in modo specifico l’AQP4 e sono responsabili della patogenesi dell’NMO a partire dall’interazione con l’AQP4.

Tale interazione porta un danno cellulare a livello degli astrociti, altra tipologia di cellule del sistema nervoso centrale, e alla rottura della barriera emato-encefalica. Recentemente, tali siti di interazione sono stati caratterizzati nel dettaglio da un gruppo di ricerca barese del dipartimento di fisiologia. Si tratta di epitopi conformazionali, formati dall’interazione tra le anse extracellulari dell’AQP4, solo quando AQP4 è organizzata in strutture sovra-molecolari dette Orthogonal Array of Particles (OAPs).

Non è escluso che queste evidenze sperimentali gettino le basi per un trattamento farmacologico mirato di tale patologia. Anche l’AQP2, in grado di regolare il riassorbimento idrico nel dotto collettore renale attraverso un meccanismo di esocitosi regolata dalla presenza in circolo di vasopressina, è tutt’oggi oggetto di studio da parte dell’equipe dello stesso dipartimento pugliese.

I partecipanti hanno inoltre avuto modo di ampliare le loro conoscenze attraverso la visione di nuove piattaforme automatizzate per il sequenziamento degli acidi nucleici di nuova generazione, grazie alla concessione dell’azienda modugnese MASMEC Biomed. Una grande opportunità di crescita professionale, dunque, per tutti i partecipanti, italiani e non.

Ciò che sappiamo per certo è che nel nostro DNA è contenuto l’inarrestabile desiderio di riuscire a comprendere la nostra natura e di andare oltre i nostri limiti. Ma, d’altronde, come afferma Rafal Yuste, “quando capiremo il cervello, allora l’umanità avrà capito se stessa”.