Il progetto della biotecnologa padovana punta a ripristinare le funzioni cerebrali danneggiate con la bioingegneria e la medicina rigenerativa
Un nuovo importante successo per l’Università di Padova nel programma quadro Horizon Europe (2021-2027): Cecilia Laterza è risultata vincitrice del prestigioso finanziamento stanziato dal Consiglio Europeo per la Ricerca (ERC, European Research Council) nello schema “Starting Grant”, confermando la tendenza positiva inaugurata nello scorso anno, con ben quattro progetti finanziati. Il progetto della dott.ssa Laterza mira a sviluppare una strategia terapeutica per ripristinare le connessioni cerebrali andate perse a seguito di lesioni del cervello, sfruttando organoidi e gel manipolabili con la luce. L’interesse principale della sua ricerca è quello di ripristinare le connessioni neuronali e le funzioni cerebrali associate, andate perse a seguito di danno cerebrale, integrando la medicina rigenerativa classica con strategie di bioingegneria.
Il progetto COnNect, a cui Laterza e il suo staff dedicheranno i loro sforzi nel prossimo quinquennio, si svolgerà presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Padova, scelto come Host Institution, e avrà un finanziamento complessivo di 1.500.000 euro. Oggetto di questa interessante ricerca è il cervello, l’organo più complesso e più delicato del nostro organismo. I danni che lo colpiscono hanno solitamente esiti e conseguenze devastanti, non solo sulla salute del paziente ma anche sulla sua qualità della vita. Questi effetti sono causati della perdita irreversibile dei neuroni, cellule fondamentali che trasmettono i segnali e che formano il cervello. La perdita dei neuroni provoca, quindi, un’alterazione della comunicazione tra le diverse aree del cervello, che si manifesta con l’incapacità di svolgere specifiche funzioni. Una delle sfide più complesse della medicina rigenerativa è trovare una strategia per ricreare le connessioni funzionali all’interno del cervello danneggiato, con l’intento di ripristinare le attività fisiologiche del paziente. Attualmente, non c’è alcuna terapia in grado di rigenerare il tessuto andato perso e le connessioni tra i neuroni. Non ci sono farmaci in grado di rigenerare le cellule morte e la terapia cellulare, che sfrutta l’utilizzo di cellule staminali, non è in grado di sostituire efficacemente il tessuto andato perso e ricreare delle connessioni funzionali.
Dopo una laurea in Biotecnologie Mediche, Cecilia Laterza ha ottenuto un dottorato di ricerca in Medicina Molecolare a indirizzo di Neurologia Sperimentale focalizzandosi sull’utilizzo di cellule staminali autologhe come fonte cellulare per la terapia della sclerosi multipla, per poi proseguire come PostDoc presso lo Stem Cell Center dell’Università svedese di Lund, dove ha invece focalizzato le sue ricerche sull’interfaccia tra infiammazione e cellule staminali nel modello sperimentale di infarto cerebrale. Il progetto con cui ha vinto il finanziamento ERC ha l’obiettivo di sviluppare un approccio integrato tra bioingegneria e medicina rigenerativa in grado di controllare e guidare la formazione delle connessioni cerebrali con lo scopo finale di promuovere il ripristino delle funzioni cerebrali andate perse a seguito di danno.
Per sostituire il tessuto danneggiato, saranno utilizzati organoidi cerebrali - piccole strutture tridimensionali che ricordano, per composizione cellulare e per organizzazione strutturale, il cervello – generati in laboratorio a partire da cellule staminali. Per guidare la formazione delle connessioni neuronali in modo preciso e definito, seguendo la mappa delle connessioni neuronali in condizioni fisiologiche, verranno utilizzati gel fotosensibili, in grado di essere manipolati con la luce infrarosso direttamente all’interno del cervello dell’animale vivente. Nello specifico, utilizzando questa particolare luce, è possibile creare strutture tridimensionali o realizzare canali all’interno del biomateriale stesso che limitano e guidano la crescita dei neuroni. Grazie alla possibilità di fabbricare queste strutture direttamente all’interno del cervello, in un sito anatomico ben definito, si potranno quindi mettere in connessione i neuroni dell’organoide impiantato nella sede della lesione con i neuroni rimanenti nel tessuto dell’animale ospite, in modo riconnettere il tessuto danneggiato. Ciò consentirà di progettare e ripristinare una nuova rete neuronale in grado di recuperare una specifica funzione persa a causa della lesione.
Questo progetto ha, quindi, il potenziale di creare una nuova strategia terapeutica per favorire il ripristino delle funzioni cerebrali perse a seguito di un danno (ad esempio, un infarto cerebrale, una resezione per tumore o un trauma), obiettivo raggiungibile solo grazie alla fusione di competenze provenienti da ambiti scientifici molto diversi: neuroscienze, bioingegneria e medicina rigenerativa. “Le call dell’ERC sono sempre estremamente competitive e rappresentano un severo banco di prova per le nostre ricercatrici e i nostri ricercatori: complimenti dunque alla dott.ssa Laterza per l’ottimo risultato! Il fatto che il suo successo in Europa segua a ruota quello in un bando STARS di Ateneo rinnova il nostro impegno a rafforzare la dimensione internazionale della nostra ricerca”, commenta il prof. Fabio Zwirner, prorettore alla Ricerca dell’Università di Padova. Ateneo che sta rafforzando il proprio ruolo nell’ambito di questi bandi internazionali particolarmente competitivi, tramite un programma di supporto alla presentazione della proposta progettuale ERC e lo stanziamento di finanziamenti di ateneo che hanno l’obiettivo di favorire lo sviluppo scientifico di giovani ricercatori e ricercatrici di eccellenza e di promuoverne l’indipendenza nella carriera.
