Con gli organoidi sperimentali è possibile studiare in 3D le alterazioni geniche alla base dell’epilessia infantile: è questa la sfida della ricercatrice Monica Tambalo
La corteccia cerebrale è una delle regioni più complesse del cervello umano e ha un ruolo centrale nel regolare le funzioni cognitive. Alterazioni nell’assemblaggio dei circuiti neuronali possono avvenire sia durante lo sviluppo embrionale che dopo la nascita, causando anomalie a livello della normale attività dei circuiti neuronali. Queste modificazioni contribuiscono all’insorgenza di disordini del neurosviluppo, tra i quali l’epilessia infantile: un complesso disturbo neurologico che colpisce fino al tre per cento della popolazione mondiale ed è dovuto a uno squilibrio nella trasmissione dell’impulso tra i neuroni.
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L’epilessia infantile si può manifestare con lievi convulsioni o, nelle forme più gravi, con encefalopatie associate a disabilità intellettiva, farmaco-resistenza e disfunzioni multiorgano. Sebbene si sospetti una origine genetica, i meccanismi cellulari e molecolari che determinano l’insorgenza della patologia sono spesso sconosciuti e non esistono terapie.
Monica Tambalo, ricercatrice dell’Istituto Clinico Humanitas di Rozzano (Milano), grazie al supporto di una borsa di ricerca di Fondazione Umberto Veronesi, si occupa di sviluppare un nuovo modello di epilessia infantile formato da strutture tridimensionali di neuroni in vitro, dette organoidi cerebrali, in grado di simulare il comportamento del cervello. Questo modello servirà a riprodurre delle crisi epilettiche e a monitorare eventuali variazioni nell’attività dei geni delle cellule neuronali mediante l’utilizzo di tecniche all’avanguardia.
Monica, nel tuo progetto ti occupi di epilessia infantile. Cosa sappiamo di questa malattia e cosa invece deve essere ancora chiarito?
«Negli ultimi decenni è stato dimostrato che i segnali provenienti dall’ambiente extracellulare, tra i quali gli impulsi elettrici, possono alterare l’espressione di alcuni geni attraverso meccanismi detti epigenetici. Durante una crisi epilettica, è probabile che degli impulsi elettrici alterati modifichino l’attività dei neuroni maturi. Tuttavia questi meccanismi devono ancora essere chiariti: il nostro obiettivo è proprio quello di ampliare queste conoscenze».
Quale strategia pensate di adottare a tale scopo?
«Utilizzeremo cellule neuronali in cultura che faremo crescere su strutture tridimensionali, in modo tale da generare “mini-cervelli” denominati organoidi. Infatti, se fatte crescere su un supporto tridimensionale, tali cellule sono in grado di comunicare tra loro creando circuiti neuronali. Questi aggregati verranno sottoposti a condizioni simili a quelle degli attacchi epilettici e, in seguito, verificheremo le eventuali modifiche molecolari e cellulari a livello dei neuroni».
Quali prospettive si potranno aprire, a lungo termine, per la cura dell’epilessia infantile?
«L’obiettivo a lungo termine di questo progetto è l’identificazione di nuovi meccanismi molecolari associati all’epilessia per determinare nuove terapie contro questa malattia estremamente devastante che, ad oggi, ha ancora pochissime cure disponibili».
Ora raccontaci un po’ di te. Come si svolge la tua giornata tipo in laboratorio?
«La mia giornata inizia sui mezzi pubblici, nel tragitto verso il laboratorio, durante il quale mi dedico ai social network. Tra questi, Twitter rappresenta uno strumento eccellente per aggiornarsi sulle ultime pubblicazioni scientifiche. Una volta arrivata, mi dedico alla pianificazione e allo svolgimento degli esperimenti e, infine, all’analisi dei dati ottenuti. Quest’ultima fase è particolarmente impegnativa in quanto implica l‘utilizzo complessi strumenti bioinformatici per l’estrapolazione delle informazioni biologiche rilevanti. Inoltre, alcuni giorni partecipo a seminari o preparo presentazioni per i meeting. Altri, invece, mi dedico alla stesura di articoli scientifici inerenti ai miei esperimenti, nonché alla preparazione di grafiche che possano rappresentare i risultati che ho ottenuto. Un’altra parte molto importante del mio lavoro è data dal confronto con gli altri ricercatori per discutere nuove idee e condividere informazioni sui progressi fatti. Infine, mi occupo di supervisionare e aiutare studenti o dottorandi nei loro progetti».
Sei mai stata all’estero a fare un’esperienza di ricerca?
«Durante la laurea magistrale, grazie al progetto Erasmus, ho avuto l’occasione di trascorrere un anno a Parigi, dove ho potuto sia continuare il mio percorso accademico che fare esperienza di ricerca. In seguito mi sono spostata presso il King’s College di Londra per il dottorato, ed è proprio in questa città che sono rimasta per altri quattro anni e mezzo in qualità di post doc».
Cosa ti ha spinta ad andare?
«Il mio compagno aveva trovato lavoro a Londra e questo, inizialmente, è stato tra i fattori determinanti che hanno spinto anche me a intraprendere lì il mio dottorato di ricerca. Ero determinata a lavorare nel campo della biologia dello sviluppo e al King’s College di Londra ho trovato un laboratorio che si occupava di un progetto molto interessante che mi ha appassionata fin da subito. Il prestigio del laboratorio unito all’aver trovato un progetto stimolante, mi hanno convinta a iniziare la mia carriera di ricercatrice a Londra. Viste le grandi opportunità offerte dal panorama universitario londinese ho deciso di rimanere anche oltre, spinta dalla voglia di lavorare in un ambiente multidisciplinare e con scienziati di fama internazionale».
Cosa ti ha lasciato questa esperienza?
«Ho avuto occasione di conoscere e collaborare con scienziati di altissimo calibro nel campo della biologia dello sviluppo. Inoltre, ho stretto amicizie con persone di svariate nazionalità con le quali ho potuto condividere nuove abitudini e moltissime esperienze. Tutto questo mi ha fatto crescere: sia a livello professionale sia personale».
Ti è mancata l’Italia?
«Grazie al viaggio aereo relativamente breve sono riuscita a tornare in Italia abbastanza spesso, alleviando la mancanza nei confronti di famiglia e amici. Londra offre moltissimi stimoli e mi sono ambientata in fretta: è una città fantastica in cui vivere e lavorare. Tuttavia, dopo quasi dieci anni in Inghilterra, e avendo trovato l’opportunità che cercavo, sono tornata in Italia con la voglia di trasmettere questa mia esperienza e provare a continuare la mia carriera da ricercatrice nel mio Paese».
Monica, perché hai scelto di intraprendere la strada della ricerca?
«La mia propensione verso le materie scientifiche e il forte interesse per la biologia sono cresciuti nel tempo. Tuttavia, la mia passione per la biologia dello sviluppo e per l’embriologia è nata all’università, seguendo un corso che mi ha affascinata spiegandomi come una singola cellula sia in grado di dare origine alla complessità degli organi e tessuti di tutto il nostro corpo. Da quel momento, ho deciso che avrei fatto ricerca in questo campo».
Come ti vedi fra dieci anni?
«Spero di avere un mio gruppo di ricerca e, magari, di insegnare in ambito universitario. Questo è il mio progetto, ma sono anche consapevole che la carriera del ricercatore è complessa e molto competitiva, il che mi induce a tenere gli occhi aperti anche su altre possibili strade».
Cosa ti piace di più della ricerca?
«Mi piace l’idea di poter trovare la risposta a domande cruciali. In particolare, nel mio campo, mi affascina capire come si forma un organismo per poi arrivare a sfruttare tale conoscenza in ambito medico. Un altro aspetto della ricerca che mi piace particolarmente è il suo ruolo educativo nei confronti di studenti e giovani ricercatori. E poi quello della ricerca è un ambiente giovane ed internazionale: è un lavoro che ti consente di imparare costantemente cose nuove, di stare in contatto con molteplici discipline, ti permette di viaggiare. Insomma, è una professione piena di stimoli».
Una figura che ti ha ispirato nella tua vita professionale.
«Sicuramente Rita Levi Montalcini, con la sua voglia e capacità di portare avanti la ricerca indipendentemente dalle circostanze. Persino durante la guerra studiava lo sviluppo del sistema nervoso negli embrioni di pollo, in un laboratorio improvvisato nella propria camera, procurandosi uova fertilizzate dai contadini. Trovo questo esempio molto significativo, soprattutto in questo momento difficile che, oltre a influenzare la nostra vita privata, sta anche modificando il modo di fare ricerca date le limitazioni che molti hanno nel recarsi in laboratorio».
In cosa, secondo te, può migliorare la comunità scientifica?
«Al momento, il mondo scientifico si concentra soprattutto sulla produttività in termini di pubblicazioni. A mio parere, invece, dovrebbe puntare maggiormente sulla formazione delle persone e sulla creazione di un ambiente di lavoro equilibrato».
Percepisci fiducia nei confronti della ricerca e della figura del ricercatore in Italia?
«Non avendo mai lavorato in Italia finora, non credo di poter rispondere con sufficiente consapevolezza. Tuttavia, credo anche che tra i compiti dei ricercatori ci sia quello di imparare a comunicare il loro lavoro in modo semplice, chiaro e trasparente, mettendo in luce tanto le potenzialità quanto i limiti della ricerca scientifica, contribuendo così a costruire un rapporto di fiducia con il pubblico».
Monica, hai qualche passione al di fuori dell’ambito scientifico?
«Sì, mi piace molto l’arte, soprattutto quella contemporanea. Mi piace visitare mostre ed esposizioni nel fine settimana e anche i miei viaggi ruotano spesso intorno all’arte».
Sei soddisfatta della tua vita?
«Sì, sono riuscita a conciliare il mestiere che tanto amo con la mia vita privata, riuscendo a trovare un equilibrio che mi rende felice».
Cosa vorresti dire alle persone che scelgono di donare a sostegno della ricerca scientifica?
«Vorrei ringraziarle, perché mai come oggi è essenziale donare per poter rispondere a una grave crisi sanitaria come quella causata dal Covid-19. Inoltre, vorrei sottolineare che è importante donare anche a favore della ricerca di base, sebbene apparentemente possa sembrare avere poche connessioni con la medicina. Molto spesso questo campo porta a scoprire processi fondamentali ad altissimo impatto per la nostra salute. Ed è grazie a una ricerca senza confini che avvengono le scoperte più rivoluzionarie».
