Osservare le cellule a una risoluzione altissima, fino agli atomi. Analizzare le proteine nella loro struttura tridimensionale e vedere come reagiscono agli stimoli dei farmaci per poter migliorare e personalizzare le cure. È ciò che la crio-microscopia elettronica rende possibile. Ed è ciò su cui l’Università Statale di Milano ha deciso di puntare, tramite il co-finanziamento del laboratorio creato all’interno del Centro di ricerca pediatrica Romeo ed Erica Invernizzi, inaugurato il 5 giugno. Chiamato Cryo-Em Lab, è dotato di un microscopio da 3 milioni di euro che, una volta finiti i test, permetterà di osservare le cellule talmente nel dettaglio da portare la progettazione dei farmaci a un livello superiore, soprattutto per quanto riguarda la loro personalizzazione nei confronti della specificità di malattie come, ad esempio, il diabete o il virus Zika.
Il laboratorio diventerà un polo di avanguardia per la ricerca di base, ovvero quella ricerca che non comporta un’immediata applicazione clinica (ad esempio quella riguardante le mutazioni del DNA, che nell’immediatezza non porta risultati concreti ma potrebbe essere fondamentale in futuro), tenuta sempre meno in considerazione rispetto alla ricerca applicata i cui effetti sulla vita delle persone sono invece subito visibili. Inoltre lo spazio e la sua strumentazione non saranno utilizzati soltanto per attività interne di ricerca, ma verranno resi disponibili per l’utilizzo da parte di utenti esterni, per collaborazioni, circostanze di priorità scientifiche o commissioni.
Crio-microscopia elettronica – Ma che cos’è, esattamente, la crio-microscopia? E perché rappresenta il futuro nel campo dell’applicazione della cura e nella comprensione e prevenzione di diverse malattie? Martino Bolognesi, docente di biochimica e direttore del Cryo-Em Lab, spiega che si tratta di una forma di
microscopia, ovvero di visualizzazione di elementi piccolissimi, dotata di una risoluzione talmente alta da poter arrivare a riconoscere distintamente la struttura di elementi minuscoli come gli atomi o gli enzimi. Tramite questa tecnica diventa quindi possibile vedere non solo la cellula e i suoi contenuti molecolari a grandi linee, ma proprio la sua composizione atomica nello specifico. Questa visualizzazione così dettagliata, grazie alla possibilità di vedere nel concreto la reazione della struttura molecolare a un determinato stimolo, può quindi contribuire a una migliore progettazione dei farmaci e una maggiore comprensione del perché, ad esempio, un enzima funziona male. Sarà quindi possibile fare grandi passi avanti nella ricerca di base, riuscendo in futuro ad agire in modo sempre più efficace su aspetti della malattia ben definiti grazie a una visione più dettagliata e completa. La crio-microscopia elettronica aiuta quindi ad avere più informazioni, e più informazioni portano più possibilità di agire sulle cellule e di curare in modo più efficace determinate patologie, anche grazie all’integrazione con altre discipline come la cristallografia (tecnica usata per determinare la posizione degli atomi nei solidi).
All’interno del laboratorio si lavorerà inizialmente più a livello pediatrico, per la terapia e la cura di patologie che affliggono soprattutto i bambini (anche perché il laboratorio si trova all’interno di un Centro di ricerca pediatrica), ma l’intenzione è quella di dedicarsi in futuro anche agli anziani, riuscendo ad abbracciare tutte le fasi della vita più fragili.
Il crio-microscopio – Ma il vero protagonista del laboratorio e dell’attività di ricerca che vi avrà luogo si trova in una stanzetta nel dipartimento di bioscienze dell’Università degli Studi di Milano. Qui, in un ambiente adattato alle sue personalissime esigenze, si trova il crio-microscopio. È uno dei pochissimi presenti in Europa, arrivato a Milano il 3 aprile dopo essere stato pre-assemblato in Repubblica Ceca e in Olanda, e ora totalmente funzionale, in attesa solamente dell’ultimo test che avverrà a luglio, prima di essere completamente operativo. La stanza in cui si trova è stata realizzata appositamente per le condizioni di cui necessita: dal pavimento, fatto di una resina speciale che resiste alle basse temperature, all’intonaco delle pareti che deve evitare il rilascio delle polveri, ai condizionatori e sistemi di ventilazione e areazione appositi per evitare intossicazioni. Grazie a questo strumento è possibile quindi riuscire a visualizzare la struttura tridimensionale di una proteina o di un enzima, in modo da poter capire meglio le possibilità di azione dei farmaci su di esse.
La realizzazione del Cryo-Em Lab è stata possibile grazie al contributo economico della Fondazione Invernizzi e dell’Università degli Studi di Milano, che si è posta in prima linea nell’incentivo della ricerca medico scientifica in Italia, dove i fondi per la ricerca sono esigui, e in Europa, che finanzia soprattutto la ricerca applicata non tenendo in grande considerazione quella di base. Il Rettore dell’Università degli Studi di Milano, Gianluca Vago, ha espresso la sua soddisfazione nell’aver partecipato all’importazione di «una macchina che cambierà radicalmente il modo di fare ricerca sulla struttura delle molecole.»
