“Un canale di potassio attivato dalla luce per l’inibizione neuronale”. Questo è lo studio che ha vinto l’Ottava Edizione del Premio Aspen Institute Italia per la collaborazione e la ricerca scientifica tra Italia e Stati Uniti. Il lavoro è frutto della collaborazione tra il laboratorio di Biofisica dei canali ionici del Dipartimento di Bioscienze dell’Università Statale di Milano guidato da Anna Moroni, che ha costruito la nuova proteina, BLINK2 e il laboratorio di Neuromodulation of Cortical and Subcortical Circuits, guidato da Raffaella Tonini dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova, che ne ha dimostrato la funzionalità sull’attività neuronale, in collaborazione con Columbia University a New York e University of Arizona a Tucson e altre organizzazioni scientifiche.
Il lavoro del laboratorio di Anna Moroni – nell’ambito del prestigioso finanziamento “noMAGIC” ricevuto dall’European Research Council (ERC-Advanced grant) – mira a costruire proteine sintetiche attivabili a distanza mediante stimoli fisici, quali la luce, gli ultrasuoni e i campi magnetici e nel 2015 aveva ottenuto la proteina BLINK1 nata dalla combinazione di un canale ionico di origine virale con una proteina fotorecettore proveniente dalle piante. Questi stimoli hanno il vantaggio di penetrare in profondità nei tessuti e possono pertanto essere utilizzati per controllare le proteine in remoto, in modo cioè non invasivo per l’organismo. Tali proteine trovano applicazione in vari settori della ricerca – in particolare le neuroscienze – in quanto permettono di controllare l’attività delle cellule in modo reversibile e con una elevata risoluzione temporale.
Nello studio, pubblicato sulla rivista Nature Methods, viene sperimentata con successo l’efficacia di una nuova proteina sintetica che, attivata dalla luce blu, è in grado di alleviare il dolore neuropatico. Dato che in natura si trovano principalmente proteine in grado di attivare i neuroni, la messa a punto di proteine sintetiche a effetto inibitorio è un obiettivo di fondamentale importanza per trattare patologie legate all’ipereccitabilità dei neuroni, come il dolore cronico neuropatico, ad oggi difficilmente curabile. Una dimostrazione inclusa nella pubblicazione, conseguita nel laboratorio di Rajesh Khanna (University of Arizona a Tucson), è l’attivazione del canale BLINK2 in un modello di ratto di dolore neuropatico, con conseguente risultato di prolungata riduzione del dolore. Le ripercussioni di questo lavoro potranno portare a nuove terapie neurologiche.
Lo studio è stato realizzato dalla collaborazione fra ventotto scienziati delle seguenti università e organizzazioni scientifiche: Università degli Studi di Milano; Istituto Italiano di Tecnologia; Columbia University, New York; University of Arizona, Tucson; Consiglio Nazionale delle Ricerche, Milano); Università di Firenze; Università di Pisa; Institut Curie, Parigi; Technische Universität di Darmstadt.
Al progetto hanno collaborato il professor Massimo Pasqualetti e la dottoressa Noemi Barsotti, del Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa. da anni impegnati nello studio della formazione dei circuiti neurali potenzialmente coinvolti, qualora alterati, nei disturbi del neurosviluppo. “Con la messa a punto di questa nuova proteina capace di inibire l’attività neuronale – ha dichiarato il professor Pasqualetti – avremo a disposizione uno strumento straordinario che consentirà di comprendere più a fondo la funzione delle diverse tipologie di neuroni presenti nel nostro cervello”. “Grazie alla possibilità di silenziare da remoto in maniera altamente selettiva l’attività di precise popolazioni neuronali – ha continuato la dottoressa Barsotti – saremo in grado di studiarne il ruolo nel controllo di specifiche attività comportamentali sia in condizioni fisiologiche che di patologia”.
Il Premio Aspen
Il Premio Aspen Institute Italia per la collaborazione e la ricerca scientifica tra Italia e Stati Uniti è stato istituito nel dicembre 2015 nel quadro del costante impegno dell’Istituto per l’internazionalizzazione della leadership e per le relazioni transatlantiche. Il riconoscimento viene assegnato ogni anno a una ricerca nell’ambito delle scienze naturali, teoriche o applicate, frutto della collaborazione tra scienziati e/o organizzazioni di ricerca dell’Italia e degli Stati Uniti. Il Premio consolida l’impegno dell’Istituto nei confronti dell’organizzazione di iniziative e incontri di approfondimento su temi connessi alla cultura scientifica e all’innovazione tecnologica, con particolare riferimento alla loro rilevanza per l’Italia.
La Giuria presieduta dall’On. Prof. Giulio Tremonti, Presidente di Aspen Institute Italia, è composta da:
- Cristina M. Alberini, Center for Neural Science, New York University, New York
- Alessandra Buonanno, Director, Max Planck Institute for Gravitational Physics – Albert Einstein Institute, Potsdam
- Domenico Giardini, Chair of Seismology and Geodynamics, ETH, Zurigo
- Luciano Maiani, Professore Emerito di Fisica Teorica, Sapienza Università di Roma
- Giovanni Rezza, Direttore Generale della Prevenzione Sanitaria, Ministero della Salute, Roma
- Lucio Stanca, Vice Presidente, Aspen Institute Italia, Roma
Ulteriori informazioni sul Premio sono disponibili su www.aspeninstitute.it