Il Superuovo

L’unione di biotecnologie, ingegneria e medicina ci sorprende con una nuova scoperta

L’unione di biotecnologie, ingegneria e medicina ci sorprende con una nuova scoperta

L’avanguardia della tecnica spinge i settori più disparati a lavorare insieme. L’ingegneria biotecnologica e la medicina ne sono un esempio.

Ingegneria e medicina si incontrano anche nelle cose più banali. Le scale a chiocciola ad esempio, ricordano la struttura del DNA (fonte: pexels)

Uno studio dell’Istituto di biologia e patologia molecolari del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ibpm) rivela come cambiare l’identità di una popolazione di cellule muscolari possa promuovere la rigenerazione dei muscoli distrofici. Ma è la prima volta che viene fatta una cosa del genere? Quanto siamo bravi a manipolare le cellule nostre e di altre forme di vita?

Un nuovo meccanismo contro la degenerazione muscolare

La distrofia muscolare è senza dubbio una delle malattie rare più spietate che conosciamo. Anche se non è l’unica ad attaccare il sistema locomotore, come fanno anche la corea di Huntington e altre patologie degenerative, la distrofia è forse quella più conosciuta. L’articolo di qualche giorno fa pubblicato su “le Scienze” recita così: “Le cellule oggetto dello studio condotto […]sono le progenitrici fibro-adipogeniche, note con l’acronimo FAP, e rappresentano l’arma a doppio taglio del muscolo scheletrico”. Queste cellule sono infatti quelle che in soggetti affetti da distrofia di Duchenne iniziano a produrre del tessuto adiposo indesiderato. Per metterla in termini ingegneristici, medici non me ne vogliate, sono delle strutture che si comportano in modo positivo se le condizioni sono normali, ma che diventano molto pericolose se queste condizioni cambiano a causa di un fattore esterno. Un po’ come una tubazione di metallo quando viene riscaldata troppo, o una trave su cui viene posto un peso indesiderato. Fortunatamente il corpo umano è una macchina molto migliore della maggior parte delle strutture che gli ingegneri progettano. Per questo motivo far “lavorare male” le cellule non è un’impresa affatto semplice. Quando però questo accade, è la medicina a venirci incontro. “Abbiamo rivelato in che modo è possibile cambiare il destino di queste cellule riuscendo a spingerle a formare nuovo tessuto muscolare e bloccando quindi la loro capacità di generare cellule fibrotiche e adipose” continua poi l’articolo. In poche parole la ricerca ha trovato i due enzimi, G9a e GLP, responsabili del malfunzionamento delle cellule e ha proposto un approccio farmacologico per bloccarli. In generale quindi questa ricerca potrebbe portare a un grande passo avanti nella battaglia contro tutte quelle malattie in cui le FAP lavorano contro di noi invece che per noi, come normalmente fanno. La ricerca d’avanguardia nella medicina è tra le nostre risorse più importanti per vivere meglio e più a lungo, ma specialmente per poter curare o trattare le malattie rare che ancora affliggono molte persone di tutte le età nel mondo. Per questo bisogna supportare e incoraggiare medici e ricercatori, non solo per questi disagi che colpiscono un piccolo numero di persone, ma anche per enormi problematiche come la pandemia che stiamo vivendo in questi mesi.

Immagini di immunofluorescenze di: un muscolo in rigenerazione (sinistra), di cellule adipose derivate dalle FAP in condizioni di controllo (centro) e di cellule muscolari derivate dalle FAP dopo inibizione di G9a/GLP (destra) ©Cnr-Ibpm (fonte : https://www.lescienze.it/news/2021/06/04/news/nuovo_meccanismo_molecolare_contro_la_degenerazione_muscolare-4937349/)

Batteri e cellule per ogni necessità

Non è solo con la medicina che la ricerca ha a che fare con i comportamenti di enzimi e cellule. L’ingegneria genetica e le biotecnologie lavorano spalla a spalla con questi due fattori. Parlando sempre di collaborazione tra medicina e altri ambiti di ricerca, prendiamo ad esempio gli antibiotici. Gli antibiotici sono la nostra risorsa più importante contro le infezioni batteriche. La penicillina stessa venne scoperta da Fleming dopo aver inibito la crescita di una muffa, in quello che si può definire un esperimento di biotecnologia. Strano ma vero la penicillina viene prodotta industrialmente proprio da funghi e batteri. Il Penicillium chrysogenum è il capostipite di questi produttori. Per la produzione di questo antibiotico vengono creati dei bioreattori, ossia reattori chimici atti a contenere forme di vita. Questi bioreattori vengono riempiti con i funghi o i batteri che producono il nostro composto, e con tutto quello di cui hanno bisogno per sopravvivere. In breve, usiamo delle forme di vita come delle fabbriche di sostanze chimiche. Le cose non sono ovviamente così semplici: una produzione ottimale di antibiotico, ad esempio, si ha solo con il giusto “cibo” dato ai microbi e in giuste condizioni. Facciamo un esempio per rendere il tutto più semplice. Siamo alle porte dell’estate, e purtroppo iniziamo tutti ad avere a che fare con il sudore. Il sudore è prodotto dalle nostre ghiandole, un po’ come gli antibiotici vengono prodotti dalle cellule dei microbi. Se la giornata è molto calda e magari avete molta acqua a disposizione per bere, suderete di più; mentre se la temperatura si abbassa o non avete più acqua da introdurre nel corpo, il sudore verrà meno. Una cosa analoga succede con i microbi: a temperatura e condizioni giuste produrranno quello che noi vogliamo nella quantità che desideriamo, mentre se le condizioni o ciò che hanno a disposizione cambiano, si adatteranno e produrranno altro o non produrranno affatto. Il passo successivo è quello di modificare il DNA dei batteri grazie all’ingegneria genetica, per fare sì che producano una molecola che magari prima non producevano affatto. Così come in medicina si tenta di far fare alle cellule ciò che vogliamo, anche nella bioingegneria si cerca di fare altrettanto con i microbi. Antibiotici e vitamine sono solo due delle sostanze prodotte grazie ai bioreattori. L’ingegneria biotecnologica diventa più importante di anno in anno, e lo sarà sempre più con il crescere della popolazione mondiale e l’impegno di fermare il cambiamento climatico.

Negli alimenti che ingeriamo tutti i giorni per il benessere del nostro corpo c’è spesso lo zampino dei microbi. Molti pani presentano il lievito, mentre i formaggi “bucati” hanno questo aspetto proprio grazie ai microbi coinvolti nella loro produzione (fonte: pexels)

Ingegneria e medicina: un futuro brillante

Benché possano sembrare spesso distaccate, queste due materie si stanno avvicinando sempre di più. Basti pensare a come negli ultimi anni molti atenei stiano mettendo a disposizione un corso di ingegneria biomedica. Assieme al biomedico, la medicina ha un forte legame con l’ingegneria chimica. Questo perché ad esempio, è l’ingegnere chimico a occuparsi della produzione su larga scala di farmaci, la cui ricerca viene fatta da medici e specialisti del farmaceutico. La produzione massiccia di medicinali a basso costo è uno degli obiettivi più importanti per aiutare a debellare terribili malattie anche nei paesi più poveri. L’ingegnere chimico si occupa anche delle valutazioni di costo e di sicurezza di un impianto. Produzione più sicura e più economica significa un prodotto a prezzo minore, più accessibile a persone in difficoltà o organizzazione benefiche. Il mondo per la prima volta nella storia sta piano piano saturando tutte le zone abitabili. Grandi comunità che crescono in fretta rischiano di non avere beni e servizi di base per tutti i cittadini. Medicina e ingegneria devono lavorare in modo sinergico per migliori condizioni igienico sanitarie e un più alto tenore di vita. Nei paesi più sviluppati si ha accesso a farmaci, alimenti e prodotti di ogni genere senza alcun problema, ma per la maggior parte dell’umanità non è così. Il progresso porta con sé il rischio di fare passi più lunghi delle nostre gambe, e la ricerca è la nostra arma migliori per difenderci contro le cadute. Viviamo in un tempo in cui lo sviluppo corre a ritmi mai visti, e per starci dietro c’è bisogno di sinergia e collaborazione da parte di ogni settore. Chi sceglie di intraprendere la strada di ingegnere, di medico o un qualunque altro percorso deve essere consapevole che non si tratta più solo di avere un lavoro, ma di una scelta di vita. Non c’è futuro se ognuno di noi non si impegna a mettere quello che ha a disposizione della società, che siano conoscenze, competenze o abilità. Durante questi mesi di pandemia abbiamo imparato quanto sia importante ascoltare virologi, medici ed esperti. Il progresso va coltivato in tempi fertili, così che possa aiutarci nei momenti difficili. Il futuro è un mistero nel bene e nel male, ed è per questo che ogni giorno bisogna incoraggiare ed aiutare la ricerca.

La produzione su larga scala di medicinali grazie all’ingegneria chimica ha permesso di portare farmaci in quasi tutto il mondo (fonte: pexels)

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