UniStem Day all’Università Politecnica delle Marche


Alessandra Giuliani, Maria Rita Rippo
Dipartimento di Scienze Cliniche Specialistiche ed Odontostomatologiche
Dipartimento di Scienze Cliniche e Molecolari
Facoltà di Medicina e Chirurgia – Università Politecnica delle Marche

Figura 1 – UniStem

Alla sua undicesima edizione, l’UniStem Day è oggi il più grande evento di divulgazione scientifica al mondo dedicato agli studenti delle scuole superiori. L’Università Politecnica delle Marche è presente all’evento da 8 anni con entusiasmo e grande partecipazione. La giornata UniStem si è tenuta quest’anno il 22 Marzo presso l’aula Magna di Ateneo “G.Bossi”, con una settimana di ritardo rispetto alla data ufficiale dell’evento mondiale, per non sovrapporsi con l’Inaugurazione dell’Anno Accademico 2018-2019. Con la partecipazione di quasi 700 studenti della Regione Marche, si sono susseguite proiezioni di video ed interventi di ricercatori circa le cellule staminali e la ricerca multidisciplinare più attuale e pionieristica, realizzando un vero e proprio viaggio all’origine delle scoperte scientifiche e scoprendo il valore della libertà nel tracciare e percorrere le infinite strade nei territori inesplorati della ricerca.

Lo scorso 22 marzo nell’Aula Magna G. Bossi del nostro Ateneo si è svolto, per l’ottavo anno consecutivo, l’evento UniStem Day, che ha visto la partecipazione di quasi 700 ragazzi provenienti da tutta la regione e frequentanti l’ultimo anno delle scuole superiori.

UniStem è il centro di ricerca interdipartimentale dell’Università di Milano sulle cellule staminali, fondato nel 2006 dalla professoressa e Senatrice a vita Elena Cattaneo, ricercatrice di fama mondiale nota per le sue ricerche sulla malattia di Huntington, insieme ai professori Giulio Cossu, Fulvio Gandolfi e Ivan Torrente. Uno degli obiettivi di questo centro è quello di integrare, coordinare e promuovere la conoscenza delle cellule staminali e delle loro potenziali applicazioni in medicina, anche al di fuori dell’ambiente accademico e scientifico, organizzando attività formative e conferenze volte alla cittadinanza e soprattutto ai ragazzi delle scuole superiori ovvero a coloro che, ereditate queste conoscenze, avranno il compito di continuare il cammino nell’affascinante mondo della ricerca. L’UniStem Day è proprio il giorno dedicato a loro e non sorprende che negli anni abbia avuto un successo sempre crescente, tanto da diventare un evento conosciuto a livello planetario. Oggi questi incontri rappresentano un’occasione unica per introdurre i giovani maturandi al mondo della ricerca scientifica nelle sue innumerevoli declinazioni, nel suo aspetto “traslazionale” e di efficace integrazione e sinergia tra discipline apparentemente tanto diverse, come la bio-medicina, l’ingegneria, le scienze socio-economiche; non solo quindi una lente di ingrandimento sul mondo delle cellule staminali.

Quest’anno la partecipazione all’UniStem Day è stata globale; oltre ai 50 università italiane e ai numerosi atenei e centri di ricerca europei, hanno aderito anche paesi di altri continenti – la Colombia, Singapore e l’Australia – per un totale di 99 istituzioni, che hanno accolto oltre 300 scuole e 30.000 studenti (http://users2.unimi.it/unistem/index.php/unistem2019-en/unistem-day-2019-programs/?lang=en).

Figura 2 – Locandina

L’evento da noi ha avuto un grande successo (una soddisfazione vedere l’Aula Magna gremita di giovanissimi!) ed i relatori hanno saputo interpretare nel migliore dei modi il tema della Conferenza -“Conoscere e innovare: l’infinito viaggio della ricerca scientifica”- che ben si accorda con l’altro che rappresenterà il filo conduttore di tutti gli eventi che avranno luogo nel mese di maggio in occasione dello YourFutureFestival (YFF), “Il futuro da immaginare”.

Quest’anno, infatti, oltre ad affrontare tematiche inerenti alle ultime scoperte sulle cellule staminali e al loro utilizzo, abbiamo affrontato il tema dell’innovazione tecnologica e, avvalendoci di alcuni filmati, quello delle “fake news”, dell’etica e di come le nostre relazioni sociali, le esperienze personali e l’amore possano regolare epigeneticamente le nostre funzioni fisiologiche e quindi condizionare il nostro stato di salute. I colleghi della Facoltà di ingegneria, hanno dimostrato come le competenze in campi diversi dalla medicina, possano supportare o, meglio ancora, dare una spinta propulsiva alla ricerca biomedica, assistenziale ed ambientale. Inoltre, rispetto agli anni precedenti, il nostro UniStem Day, grazie alla disponibilità dei colleghi di tutte le Facoltà, si è arricchito di un’esposizione temporanea, allestita nell’atrio dell’Aula Magna, con alcuni dispositivi e risultati delle ricerche condotte da diversi gruppi e che rappresentano in maniera esemplare il frutto dell’utilizzo di tecnologie avanzate e delle sinergie tra gruppi di ricerca con competenze totalmente differenti.

Il Magnifico Rettore ha aperto la conferenza con un discorso breve ma intenso: con il solito ardore che lo contraddistingue, ha trasmesso ai ragazzi il suo messaggio universale dell’importanza della conoscenza, della passione e dell’amore che devono essere i principi fondamentali di qualsiasi nostra scelta e della responsabilità che presto, con le loro scelte, avranno nel prendere in mano le redini del futuro di tutti noi. Il discorso è arrivato dritto al cuore della platea.

Figura 3 – Aula

Gli interventi dei docenti

Nel video di apertura (https://www.youtube.com/watch?v=ru962IIfvO8), Graziella Pellegrini, Professore Ordinario di Biologia Applicata all’Università di Modena e Reggio Emilia e Direttrice della Ricerca e Sviluppo di Holostem Terapie Avanzate, spiega come sia nata la sua passione per la ricerca sulle cellule staminali e quali importanti risultati abbia raggiunto il suo gruppo nella terapia di patologie come la cecità, causata da distruzione della cornea in seguito ad ustioni chimiche, e l’Epidermolisi Bollosa, una grave malattia rara, nota anche come “sindrome dei bambini farfalla”. La proiezione ha raggiunto lo scopo di far riflettere i ragazzi sull’importanza del metodo e del rigore sperimentale, sul concetto di cellula staminale e dei suoi potenziali terapeutici, ma anche su come difenderci dal rischio di essere truffati da “pseudo-scienziati” senza scrupoli, come Vannoni con il suo metodo Stamina, che ha illuso famiglie e malati, condizionato la politica, confuso i giudici e fatto infuriare la comunità scientifica.

Il primo intervento della giornata, dal titolo “Dalla pecora Dolly alle cellule staminali indotte”, è stato quello della Prof.ssa Francesca Fazioli, docente presso il Dipartimento di Scienze Cliniche e Molecolari. Lo scopo è stato quello di approfondire alcuni concetti espressi nel video precedente.

La Prof. Fazioli ha iniziato il suo intervento facendo esempi concreti dei vari tipi di cellule staminali presenti nel corso dell’ontogenesi umana, per poi approfondire nei dettagli l’importanza biologica dell’esperimento che ha portato alla clonazione della pecora Dolly, sottolineando come la programmazione e la differenziazione di una cellula non sono legate alle informazioni genetiche, ma a meccanismi epigenetici responsabili degli eventi trascrizionali e traduzionali. Ha proseguito spiegando in maniera semplice ed efficace come il clonaggio della pecora Dolly ha portato alla scoperta dei fattori di trascrizione responsabili della staminalità cellulare e quindi al premio Nobel per la medicina nel 2012 assegnato al britannico John B. Gurdon (che ha gettato le basi del clonaggio animale) e al giapponese Shinya Yamanaka che, a 40 anni dalle scoperte di Gurdon, ha identificato i fattori di trascrizione in grado di riprogrammare cellule adulte e già differenziate in cellule staminali pluripotenti (cellule staminali indotte, iPS). Infine ha concluso con l’importanza che hanno avuto queste ricerche nell’aprire la strada alla medicina rigenerativa, a nuove terapie contro malattie croniche e per la sperimentazione di nuovi farmaci intelligenti.

Andrea Monteriù, professore di Automatica presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, ha invece travolto e guidato i ragazzi parlando della “sfida inclusiva delle tecnologie assistive”. Il suo campo di ricerca è oggi quello del controllo e della teoria dei sistemi e l’applicazione a sistemi robotici di servizio nell’assistenza e nella riabilitazione.

Ha iniziato raccontando con coraggio ed umanità come la sua disabilità sia stata una risorsa che ha condizionato positivamente le sue scelte future sin da bambino, quando, all’età di appena 8 anni ha ideato il suo primo dispositivo: “prima di essere un docente sono un disabile e per questo posso dire che la tecnologia assistiva ci rende liberi e persone incluse nella vita. Il mio primo ausilio assistivo l’ho costruito quando avevo 8 anni, ho chiesto ad un fabbro che abitava vicino casa mia di battere una forchetta da un lato così che potevo mangiare e tagliare la carne con un solo strumento”. Una bellissima lezione di vita oltre che esaustiva sulla tecnologia assistiva: il termine generale di “tecnologia assistiva”, o tecnologia di ausilio, fa riferimento a più risorse tecnologiche che vengono impiegate a favore delle persone con disabilità, nel tentativo di aiutarle ad ottenere benefici comportamentali e sociali e a ridurre l’impatto negativo delle loro condizioni. In altre parole, con tecnologia assistiva ci si riferisce alla tecnologia che aiuta un individuo a svolgere una o più attività funzionali della sua vita quotidiana, al fine di accrescere la sua inclusione all’interno della società. Il Prof. Monteriù ha anche spiegato, con l’ausilio di video ed esempi pratici, come il tremendo avanzamento, unitamente al significativo abbattimento dei costi, che le nuove tecnologie hanno avuto nell’ultimo decennio, ha fornito un formidabile impulso allo sviluppo di soluzioni tecnologiche (le tecnologie assistive) sempre più flessibili e personalizzabili alle diverse necessità degli utenti. Tale sviluppo è stato particolarmente impattante nel progresso delle soluzioni tecnologiche assistive che mirano al miglioramento del benessere psico-fisico e della qualità della vita degli utenti fragili, ovvero di quei soggetti con diverse necessità o con disabilità. Il risultato è che oggi, grazie alla tecnologia assistiva, molte barriere sono state abbattute e molte potranno essere superate in futuro (Sauro Longhi, Andrea Monteriù, Alessandro Freddi, Human Monitoring, Smart Health and Assisted Living: Techniques and technologies, June 2017, IET Digital Library Edition: Healthcare Technologies DOI: 10.1049/PBHE009E)

Ha concluso il suo intervento sottolineando l’aspetto etico della ricerca sulla tecnologia assistiva: rappresenta un’importante opportunità, ma anche un dovere, che questa società deve cogliere per rendere migliore la vita di molte persone e, in maniera transitiva, di tutti; questa è certamente la vera sfida, la sfida più importante che ognuno di noi dovrà affrontare, che non è tanto tecnologica, quanto piuttosto culturale.

Figura 4 – Robot

Il Dottor Daniele Costa, post-doc presso il nostro Ateneo, ha presentato i risultati di una ricerca congiunta tra il Dipartimento di Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche e il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione su una ricerca sui pesci robot: Pesci e pesci robot: quale la differenza per un ingegnere?

Lo sviluppo del pesce robotico “Guizzo”, e prima ancora dei pesci “Sushi”, “DoRi” e “Brave” (alcuni dei quali hanno vinto numerosi premi internazionali, come l’Innovation Award della NATO), si colloca all’interno di un progetto più ampio, il cui obiettivo è lo studio di soluzioni evolute e strumenti innovativi per la robotica sottomarina, in particolare per la documentazione del patrimonio archeologico sommerso e per il monitoraggio dell’ecosistema marino. In quest’ottica, lo sviluppo di un veicolo bio-ispirato come il pesce robotico oggetto della presentazione, è motivato dalla ricerca di prestazioni sempre più spinte in termini di efficienza: moltissimi studi certificano infatti la superiorità dei sistemi biologici (pesci e mammiferi marini) rispetto a quanto prodotto dalla moderna tecnologia navale.

I ragazzi hanno potuto comprendere che la progettazione e la realizzazione di un robot pisciforme richiedono l’integrazione di diverse discipline: infatti, se la biologia ci consente di analizzare quali proprietà morfologiche e natatorie di un pesce siano maggiormente adatte ad un robot bio-ispirato, la fisica e la matematica ci permettono di trasformare i dati raccolti in modelli e formule, attraverso le quali è possibile progettare e successivamente simulare il comportamento del veicolo al computer prima di costruirlo e di comandarlo con gli strumenti offerti dall’elettronica moderna.

La manifestazione si è conclusa con la proiezione dell’intervento della dottoressa Erica Poli, medico psichiatra, psicoterapeuta e counselor ad un TEDx di Reggio Emilia dal titolo “Codice umano: dalla genetica all’amore”. Il suo intervento ha voluto enfatizzare il concetto di come le nuove conoscenze neuro scientifiche sul funzionamento della mente potranno in futuro sciogliere quesiti ancora senza risposte: come le nostre relazioni sociali condizionano il nostro stato di salute? Quale il ruolo dell’epigenetica? Quali effetti fisio-patologici hanno sul nostro organismo le nostre esperienze negative e come, se possibile, vengono trasmessi alla progenie?

Alla luce delle più recenti ricerche di neurofisiologia, scienze della psiche e fisica quantistica, in questo filmato Erica Poli ci parla infatti della potente interazione tra psiche e corpo nei processi di guarigione, fornendo alcune risposte scientifiche agli interrogativi sui meccanismi che la attivano e individuando terapie che consentono di accendere questi interruttori profondi. E lo fa attraverso riflessioni, esempi e casi reali raccontati da psichiatra, medico eclettico dalla formazione rigorosa ma dalla mente aperta, impegnata da ormai più di 15 anni nel cercare la strada verso la guarigione di patologie anche gravi dell’unità psicosoma, utilizzando sinergie terapeutiche che rafforzano le cure ufficiali con trattamenti innovativi, in una appassionata attività di instancabile riparazione della sofferenza, con il paziente, o meglio la persona, sempre, costantemente al centro.

(https://www.youtube.com/watch?v=SjW5wQLLu9o)

La mostra

Durante l’intervallo gli studenti hanno avuto modo di visitare una esposizione di oggetti rappresentanti alcune delle principali attività di ricerca in corso presso UNIVPM.

In particolare, era presente una culla, progetto coordinato dal Prof. Carnielli e frutto della collaborazione tra il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione (DII) e l’Unità di Terapia Intensiva Neonatale (UTIN) dell’ospedale Salesi: un innovativo sistema integrato per trasformare l’attuale culla dei neonati pretermine in un dispositivo smart che garantirà la distribuzione sul territorio dei dati provenienti dai dispositivi biomedicali coinvolti nella diagnosi e nella cura del neonato creando un nuovo modello organizzativo per le cure neonatali. Il sistema permette il rilevamento senza contatto e il monitoraggio in locale e in remoto della frequenza cardiaca e respiratoria, parametri fisiologici fondamentali per la determinazione dello stato di salute di neonati pretermine. Il dispositivo permetterà l’analisi dei dati ed inoltre l’estrazione di informazioni relative all’attività del neonato per predire paralisi cerebrale e disfunzioni neurologiche minori tramite adeguate metodologie di Digital Signal Processing e Computational Intelligence.

Figura 5 – Microplastiche

L’esposizione includeva anche due colonne di acqua contenenti l’una plastiche e l’altra microplastiche. Tali contaminanti, in particolare le microplastiche, possono essere accumulati a livello cellulare e modulare un ampio spettro di effetti biologici, con l’attivazione dei principali sistemi di detossificazione e metabolizzazione o l’insorgenza di varie forme di tossicità negli organismi. Oltre all’UNIVPM, tale ricerca vede la partecipazione di Greenpeace e dell’Istituto di Scienze Marine del CNR di Genova. Sono stati effettuati dei campionamenti, condotti con il tour della Rainbow Warrior “Meno Plastica, Più Mediterraneo“, al fine di stabilire presenza e composizione di polimeri all’interno degli organismi marini e nelle acque marine. La presenza di microplastica è stata dunque documentata in organismi marini appartenenti a specie diverse e con differenti abitudini alimentari, dalle specie planctoniche, agli invertebrati, fino ai predatori.

Era in mostra anche una sperimentazione su piante di tabacco, utilizzate per produrre piccoli RNAi con azione specifica nella difesa delle piante da funghi e virus, in alternativa a pesticidi chimici.

Ed ancora, erano presenti droni ad ala fissa e rotante, che vengono impiegati nelle attività di ricerca UNIVPM in progetti di Agricoltura 4.0. Tali droni sono equipaggiati con complessi sensori multi- ed iper-spettrali che consentono di acquisire dati per effettuare il monitoraggio di stress derivanti da mancanza di acqua o nutrienti o verificare la presenza di infestanti. Lo scopo della ricerca è di sviluppare strumenti di supporto alle decisioni grazie all’intelligenza artificiale che rappresenta il motore per il processamento dei dati raccolti al fine di agevolare le attività degli agronomi nella gestione ottimale delle risorse.

Sempre inclusi nell’esposizione alcuni mangimi a base di farina di insetti, prodotta secondo il concetto di economia circolare, cioè rivalorizzando gli scarti dell’industria agro-alimentare. Questi insetti vengono allevati su residui della torrefazione del caffè arricchiti con micro-alghe per migliorarne il profilo lipidico. Importante sottolineare che gli insetti possono rappresentare una buona alternativa per soddisfare il fabbisogno alimentare della popolazione in crescente espansione e non solo quello degli allevamenti. Questa ricerca si inserisce fra le tematiche del progetto Nutrifish (Fondazione Cariverona), che punta a creare un nuovo mangime per l’acquacoltura sostenibile, a basso impatto ambientale e a basso costo, che garantisca il benessere degli animali in allevamento e la produzione di prodotti ittici di qualità e sicuri.

Conclusioni

UniStem Day è un viaggio all’origine delle scoperte e della libertà di tracciare e percorrere le infinite strade nei territori inesplorati della ricerca. Con il nostro impegno ed entusiasmo speriamo di essere stati capaci di far viaggiare con la mente i ragazzi, di aver stimolato ancor di più in loro la curiosità, l’interesse, la voglia di conoscere e soprattutto di aver trasmesso il messaggio che il primum movens della ricerca non è tanto la passione di esplorare e di scoprire ma è il rispetto e ancora di più l’amore verso il prossimo e la natura; esattamente come disse il sommo poeta: “L’Amor che move il sole e l’altre stelle“.

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