Cervello, speranze dai microsensori (L'Unione Sarda, 1 maggio 2009)

Un nuovo modo di osservare le variazioni neurochimiche nel cervello connesse con particolari comportamenti. Un sistema wireless, cioè completamente senza fili, sviluppato nelle università di Sassari e Dublino. Il metodo si basa sul monitoraggio del consumo di ossigeno nel cervello con l’impiego di microsensori di nuova concezione. A cosa potrà servire? Come è stato realizzato? Chi lo ha creato? Ne abbiamo parlato con uno degli ideatori: il medico Pier Andrea Serra (Dottorato di ricerca in Farmacologia e Tossicologia, PostDoc all’University College di Dublino, professore associato di Farmacologia alla facoltà di Medicina dell’Università di Sassari). 

Come avete misurato l’ossigeno nel cervello? 

«I sensori per l'ossigeno cerebrale derivano da oltre 10 anni di studi e sono originali e unici sia per il per materiale usato, epossidica caricata al carbonio, che per la forma, conica, che riduce notevolmemte il trauma dovuto all'inserzione neurochirurgica in una regione cerebrale. La conquista è aver posizionato una "finestra" che ci consenta di associare una variazione neurochimica a un comportamento o condizione sperimentale estremamente specifica. Questo nuovo quadro potrebbe consentire di scoprire aree del cervello che "consumano" di più nel momento in cui lavorano più intensamente e capirne finalmente il significato in condizioni ottimali sia per l'animale che per il ricercatore, il quale non interferisce se non in minima parte con la vita normale dell'animale mentre lo studia». 

Cosa avete osservato? 

«Nel campo specifico di cui mi occupo è di cruciale importanza sapere se e come l'ossigeno viene utilizzato dai neuroni in corso di malattie del sistema nervoso centrale. Alcune malattie neurodegenerative o neurotossine compromettono in modo specifico i mitocondri e vanno ad inficiare la produzione di energia la quale comporta un consumo di grandi quantità di ossigeno. Se l'ossigeno non viene più "consumato" per produrre energia può significare che qualcosa di veramente importante può essersi rotto». 

Lo studio potrà servire per analizzare l’effetto di nuovi medicinali e nel trattamento di pazienti affetti da Alzheimer e Parkinson o vittima di ictus o eventi traumatici? 

«Esattamente. Riteniamo che questo sia un periodo di transizione verso la tecnologia da noi proposta. Nel nord Europa e negli USA c'è un forte interesse da parte di alcune case farmaceutiche per questo tipo di sensori e per impianti wireless, in quanto consentirebbero di ridurre i tempi e i costi della ricerca in vivo e sopratutto il numero di animali da utilizzare per gli esperimenti. Le possibilità applicative sono innumerevoli, a partire dal monitoraggio dell'ossigeno cerebrale in corso di ischemia cerebrale, ictus, attacchi ischemici transitori, in condizioni iperbariche, oppure per valutare la capacità del sangue di rilasciare ossigeno al cervello dopo intossicazioni da agenti chimici». 

La vostra ricerca potrebbe avere sviluppi anche in altri campi? 

«In campo aerospaziale sarebbe interessante lo studio in tempo reale delle dinamiche dell'ossigeno durante forti accelerazioni. Un ricercatore di Cambridge che si occupa di medicina d’alta quota mi ha chiesto di entrare a far parte di un progetto internazionale per lo studio dell'ossigeno cerebrale in alta quota e nei voli spaziali. Il progetto fa parte di uno studio internazionale che culminerà in una spedizione scientifica inglese sull'Everest prevista per il prossimo anno». La ricerca è stata pubblicata su Analytical Chemistry (organo ufficiale dell’American Chemical Society) del 17 febbraio a firma di Gianfranco Bazzu, Giulia Puggioni, Sonia Dedola, Giammario Calia, Gaia Rocchitta, Rossana Migheli, Maria S. Desole e Pier Andrea Serra (ricercatori del dipartimento di neuroscienze dell’ateneo sassarese), John P. Lowry (National University of Ireland), Robert D. O Neill (University College Dublin). 

ANDREA MAMELI

L'Unione Sarda, Cultura, 1 maggio 2009

Revealing the History of Sheep Domestication Using Retrovirus Integrations

Revealing the History of Sheep Domestication Using Retrovirus Integrations

Uomini e pecore, tracce di una lunga storia (L'Unione Sarda, 26 aprile 2009)

Domesticazione: la rivista "Science" pubblica la ricerca condotta da Bernardo Chessa dell'Università di Sassari sulle tracce dei retrovirus in 1362 campioni. 

Seguire le tracce dell'avvicinamento tra uomini e animali per conoscere meglio gli uni e gli altri. Sono questi i propositi di chi studia la storia della domesticazione: dal cane alla capra, dal maiale all'ape. Il numero di Science del 24 aprile, a dimostrazione dell'importanza che questo argomento riveste per numerose discipline scientifiche, dedica la copertina a tre articoli sul tema. Tra questi spicca lo studio di Bernardo Chessa (ricercatore nell'istituto di Malattie Infettive dell’Università di Sassari, diretto da Marco Pittau) dedicato alla storia della domesticazione della pecora. Alla ricerca dello studioso sardo (iniziata con un anno di lavoro nell'istituto diretto da Massimo Palmarini dell’Università di Glasgow) hanno collaborato Pittau e Alberto Alberti, dell'ateneo sassarese, e ricercatori di altri 26 istituti sparsi per il mondo. Analizzando campioni provenienti da 1362 animali Bernardo Chessa (laurea in Veterinaria e dottorato in Biotecnologia Molecolare) ha indagato le tracce lasciate dai retrovirus, ovvero quei virus caratterizzati dall’avere, come materiale genetico, l’RNA al posto del DNA, e dalla capacità di trascrivere, o per meglio dire retrotrascrivere (da qui il loro nome) il proprio genoma da RNA a DNA. Il DNA così sintetizzato si integra in maniera permanente nel genoma della cellula ospite. 

Le pecore come tutte le specie animali, uomini inclusi, contengono nel loro genoma retrovirus “endogeni” derivanti dal particolare ciclo replicativo di questi virus. I retrovirus, infatti, esistono sia in forma di virus “esogeni” (trasmessi da ospite infetto a non infetto come gli altri virus), sia come virus endogeni (detti ERVs, che derivano invece dall’infezione delle cellule germinali). Questi ultimi, integrati nel DNA dell’ospite si comportano come ogni altro gene e sono trasmessi da genitore a prole. 

La ricerca di Bernardo Chessa ha individuato 27 ERVs: è emerso che alcuni retrovirus si sono integrati tra 5 e 9 milioni di anni fa nei progenitori selvatici, altri in epoche più recenti. Mentre sei ERVs sono stati utilizzati per ricostruire la storia evolutiva degli ovini analizzando 133 razze di pecore provenienti da tutto il mondo. Si scopre che gli uomini, migrando dal Medio Oriente alla Sardegna, hanno lasciato tracce che combaciano con quelle dell'addomesticamento della pecora. 

Cosa avete trovato con le vostre ricerche? 

«Combinando questi studi con rilievi archeologici - spiega Chessa - abbiamo scoperto che esistono alcune razze di pecore più primitive che possono essere distinte dal punto di vista genetico sulla base dei vari ERVs contenuti nel loro genoma, che noi chiamiamo "retrotipo". In altre parole pecore differenziate dal loro "retrotipo" e dalla loro morfologia si sono disperse in Eurasia e Africa dopo essere partite dal Medio Oriente attraverso distinte migrazioni. Le prime pecore di 10 mila anni fa erano molto simili al muflone. Abbiamo scoperto pecore primitive in Sardegna, in alcune isole scozzesi, nel Baltico e in Finlandia». 

Questo studio potrà essere utile anche per le pecore "moderne”? 

«Certo, con questo strumento – sottolinea Chessa – siamo in grado di individuare quali sono le pecore che hanno subìto meno incroci rispetto ad altre. E capire quali sono quelle razze che possono avere caratteri genetici da salvaguardare. La secolare selezione cui molte pecore sono state sottoposte può aver escluso delle caratteristiche utili, come per esempio la capacità di resistere a molte malattie, in particolare quelle infettive». 

E per altre specie? 

«Si potrebbero individuare dei marcatori genetici basati sui retrovirus endogeni anche in altri animali. La pecora rappresenta un ottimo modello per studiare le interazioni fra retrovirus endogeni e ospite. Molti ERVs conferiscono forme di protezione, impedendo o limitando l’attacco e la proliferazione di retrovirus patogeni, o come accade nella pecora e nell’uomo alcune sequenze endogene permettono l’impianto dell’embrione e la formazione della placenta». 

Per l'archeologo Savino di Lernia (direttore della missione archeologica dell’Università La Sapienza nel Sahara) «lo studio è estremamente interessante e utilizza un metodo molto promettente» sottolinea di Lernia (che nel prossimo numero del bimestrale Darwin affronta il tema della domesticazione animale sul piano antropologico) «Poter cogliere questi aspetti per noi archeologi è un fatto molto raro». 

Per l'embriologo Lino Loi, docente di fisiologia all'università di Teramo, la ricerca ha elementi di assoluta importanza: «Oggi la pecora è soggetta a una globalizzazione genetica: alcune razze spariscono, sostituite da altre. Le razze autoctone andrebbero sempre salvaguardate». A partire da quelle sarde. Seguendo l’esempio delle associazioni per la tutela delle pecore inglesi.