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Hi Tech e Ricerca

Il catalogo più ricco dei batteri del corpo umano: oltre 150 mila

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Il più ricco catalogo di batteri e archeobatteri umani mai compilato finora e l’individuazione di molte specie microbiche intestinali e orali comuni nella popolazione mondiale ma finora mai osservate.

Sono i risultati principali del lavoro di ricerca, coordinato da Nicola Segata e Edoardo Pasolli del Laboratorio di Metagenomica computazionale dell’Università di Trento, che sarà pubblicato online il prossimo 17 gennaio 2019 sulla rivista scientifica “Cell”.

Segata dichiara: «Abbiamo individuato e catalogato geneticamente un grande numero di batteri e archeobatteri che costituiscono il microbioma umano, ma che finora non erano mai stati analizzati o descritti. Questo permette ora di caratterizzare una frazione sostanziale del microbioma che era rimasta finora “nascosta”. Abbiamo anche osservato molti microrganismi presenti prevalentemente in popolazioni non occidentalizzate e che in occidente sono solo raramente identificati. Probabilmente questo è una conseguenza del complesso processo di industrializzazione».

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Anche i batteri, dunque, come altre forme viventi, evolvono e vengono selezionati con il cambiare dell’ambiente, dell’alimentazione e dello stile di vita e in alcuni casi rischiano di estinguersi.

Il team di ricerca si è messo sulle tracce di alcuni di essi.

Lo studio è un intreccio di genomica, microbiologia e big data.

Per oltre due anni ha coinvolto ricercatori e ricercatrici del Dipartimento Cibio dell’Università di Trento assieme a studenti e studentesse della laurea magistrale in Quantitative and Computational Biology dell’Ateneo.

Ed è frutto di una collaborazione internazionale nella quale hanno avuto un ruolo rilevante docenti di Harvard che studiano popolazioni non occidentalizzate del Madagascar.

Nicola Segata nelle sue ricerche si occupa del microbioma umano. Spiega: «È quell’insieme di batteri, virus, funghi e parassiti che si trovano in particolare nell’intestino, nella bocca, sulla pelle e nell’apparato genitale. Il microbioma, con cui le cellule umane vivono in simbiosi, svolge funzioni cruciali per il corpo, dal metabolismo all’attività sull’asse intestino-cervello, dalla protezione diretta contro organismi patogeni alla regolazione del sistema immunitario. Si è dimostrato che il microbioma ha un ruolo nell’insorgenza di alcuni tumori e nel successo della immunoterapia contro il cancro».

L’approccio suo e del suo team allo studio del microbioma si chiama metagenomica computazionale: studiano il microbioma analizzando il suo contenuto genetico. Da una goccia di saliva, tampone cutaneo o grammo di feci estraggono il DNA di tutti i microrganismi presenti, lo sequenziano con le macchine ad alta precisione di cui è dotata l’Università di Trento. Con speciali super-computer analizzano poi il DNA sequenziato per ricostruire composizione e dinamiche del microbioma.

Segata entra nel dettaglio della ricerca: «Con questo studio che è frutto del lavoro di tutto il team multidisciplinare a CIBIO che comprende microbiologi, statistici, e informatici, abbiamo individuato quasi 5 mila specie che catalogano gli oltre 154 mila genomi ricostruiti e descrivono il microbioma umano al variare di età, distretto corporeo, dieta, malattia. Ogni individuo possiede fino a diverse centinaia di queste specie. Una grossa frazione di queste 5 mila specie (il 77%) erano precedentemente sconosciute. Alcune di queste specie sono molto prevalenti nella popolazione e la loro scoperta è la base di partenza per poter testare il loro ruolo in malattie autoimmuni, gastro-intestinali, e oncologiche. Per arrivare a questi risultati abbiamo analizzato una mole di dati estremamente grande e diversificata per provenienza geografica, stile di vita, età. In tutto abbiamo analizzato 9428 campioni da tutti i continenti».

E sulla scoperta e analisi di uno di questi batteri precisa: «La specie sconosciuta più comune, che abbiamo chiamato “Cibiobacter qucibialis”, è il settimo organismo intestinale più prevalente nella popolazione e l’abbiamo individuata ricostruendo più di 1800 genomi. Questa specie potrà essere di grande importanza per la comprensione delle funzioni del microbioma umano e come sfruttarlo in biomedicina».

Infine un approfondimento sulle differenze tra popolazioni: «Ci siamo soffermati sulle popolazioni non occidentalizzate che non hanno cioè accesso alle diete ad alto contenuto di grassi, agli antibiotici e altri medicinali e sottoposte a condizioni igieniche differenti. Molti nuovi microrganismi scoperti nelle popolazioni non occidentalizzate tendono a non essere più identificabili nelle nostre popolazioni occidentali. Il lavoro ha quindi posto i presupposti per studiare queste specie e capire se possano essere legate all’aumento di malattie autoimmuni, allergie e malattie complesse del mondo occidentale. Pensiamo anche che sia necessario cercare di coltivare e conservare queste specie che, in futuro, si potrebbe pensare di provare a reintrodurre nelle popolazioni occidentalizzate».

L’ARTICOLO – L’articolo, pubblicato con il titolo “Extensive unexplored human microbiome diversity revealed by over 150,000 genomes from metagenomes spanning age, geography, and lifestyle” è stato scritto da Nicola Segata con Edoardo Pasolli, Francesco Asnicar, Serena Manara, Moreno Zolfo, Nicolai Karcher, Federica Armanini, Francesco Beghini, Paolo Manghi, Adrian Tett, Paolo Ghensi (Università di Trento) in collaborazione con Maria Carmen Collado (National Research Council, Valencia), Benjamin L. Rice (Harvard University, Cambridge), Xochitl C. Morgan (University of Otago), Christopher Quince (University of Warwick) e con Casey DuLong, Christopher D. Golden e Curtis Huttenhower (Harvard T.H. Chan School of Public Health, Boston e The Broad Institute, Cambridge).

La ricerca è stata finanziata principalmente da due progetti europei: MetaPG (dall’ERC per Nicola Segata) e DiMeTrack (Marie Skłodowska-Curie Actions per Edoardo Pasolli). Il supporto dei finanziamenti europeo è stato fondamentale e ha permesso, tra l’altro, l’accesso open access all’articolo. Tutti i software utilizzati/sviluppati sono Open Source, approccio collaborativo e senza barriere alla ricerca nel quale il laboratorio crede molto.

Studenti e studentesse della laurea magistrale in Quantitative and Computational Biology (QCB) hanno partecipato attivamente a un filone della ricerca durante il corso di Computational Microbial Genomics. Il nome del batterio “Candidatus Cibiobacter qucibialis” deriva appunto dalla combinazione dei nomi del Dipartimento e della laurea magistrale (CIBIO e QCB).

IMMAGINE ILLUSTRATIVA  – L’immagine in allegato rappresenta l’albero della vita degli organismi nel microbioma umano. L’albero filogenetico include cioè tutte le specie che sono state caratterizzate dal microbioma umano e rappresenta la diversità totale del microbioma nelle diverse popolazioni umane e in diverse età, condizioni, e distretti corporei. L’immagine è stata generata da un software open source scritto dagli autori dell’articolo.

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Il Trentino vincitore del BioInItaly Investment Forum 2019

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Organoo, idea imprenditoriale high-tech supportata da HIT e con tecnologia dell’Ateneo-CIBIO, vince il prestigioso premio 2019 di BioInitaly Investment Forum 2019

Il risultato è stato commentato positivamente dall’Assessore allo sviluppo economico, ricerca e lavoro della Provincia autonoma di Trento, come un’ulteriore dimostrazione di quanto la ricerca scientifica trentina di più alto livello – se ben accompagnata e supportata nelle delicate fasi di trasferimento tecnologico – possa farsi impresa e giungere rapidamente al mercato, arricchendo così il tessuto economico locale in una logica di filiera e generando occupazione altamente specializzata.

Il sistema trentino del trasferimento tecnologico ha ricevuto a Milano – nel corso dell’evento finale di BioInItaly Investment Forum, iniziativa strategica con la presenza di oltre 100 investitori privati del settore delle biotecnologie e scienze della vita, promossa da Intesa Sanpaolo Innovation Center, Assobiotec-Federchimica e il Cluster Tecnologico Nazionale della Chimica verde – un riconoscimento molto rilevante attraverso il progetto imprenditoriale di Organoo: una futura impresa high-tech accelerata da HIT- Hub Innovazione Trentino e nata dalle tecnologie sviluppate all’interno del Dipartimento di Biologia Cellulare, Computazionale e Integrata (CIBIO) dell’Ateneo trentino, premiata come il più rilevante e interessante progetto di startup a livello nazionale per le scienze della vita.

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Il team trentino è stato infatti selezionato come il più promettente (vincendo il Novartis oncology award ed il Z-Cube award) all’interno degli oltre 150 progetti di impresa valutati nel corso degli ultimi mesi dagli organizzatori del programma nazionale, ma anche per le importanti ricadute sulle scoperte di nuove terapie per la cura del cancro.

Tra le 14 finaliste, Organoo era stata selezionata assieme all’altra startup trentina “Bruno Meat”. Organoo e Bruno Meat nascono da tecnologie sviluppate presso l’Università di Trento, Dipartimento CIBIO e sono supportate da HIT con un percorso intenso di accelerazione imprenditoriale dal laboratorio verso il mercato.

In particolare, Organoo prende avvio dagli studi e dalle ricerche sviluppate dal Prof. Luca Tiberi, responsabile del Laboratorio sulle malattie ed il cancro al cervello e giunto in Trentino qualche anno fa grazie ad una borsa di studio molto prestigiosa vinta da CIBIO e finanziata dalla Fondazione americana Armenise-Harvard.

L’idea di business intende costituire una startup per la produzione di kit per test farmacologici su organoidi per velocizzare il processo di scoperta di nuovi farmaci. Ciò permetterà di ridurre drasticamente il costo per il drug screening ed è già in grado di generare modelli di organoidi del cancro umano.

Bruno Meat nasce invece da una collaborazione con gli studi del Prof. Stefano Biressi, esperto in biologia molecolare, e si dedica allo studio di tecnologie biotech innovative per la creazione di carne sintetica in vitro sostenibile.

BioInItaly è dal 2008 l’investment forum di riferimento per l’innovazione nelle biotecnologie e life sciences in Italia.

Dal 2010 è affiancato all’Intesa Sanpaolo Start-up Initiative e dal 2015 viene preceduto da un roadshow nazionale finalizzato alla raccolta e alla selezione dei progetti più interessanti.

All’edizione 2019, hanno partecipato aziende e fondi investimento del livello di Novartis, Novamont, Ellen MacArthur Foundation, Stifel, LCA, Goodwin, LE2C, Bird & Bird, Z-Cube e ICE-Agenzia per la promozione all’estero e l’internazionalizzazione delle imprese italiane.

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Cimec Rovereto: quando essere cavia aiuta la scienza e anche il portafoglio

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Immaginiamo la ricerca scientifica come una macchina in perenne movimento e quindi con un continuo bisogno di alimentazione.

Alimentazione che noi possiamo arricchire soprattutto attraverso le donazioni.

Oltre a donare una parte del nostro possibile reddito, esiste però un’altra concreta opportunità: cioè quella di investire interamente noi stessi, diventando delle vere e proprie cavie umane.

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Tutto questo al CIMEC di Rovereto è possibile.

Il CIMEC (Centro Interdipartimentale Mente/Cervello) è formato da 5 dipartimenti: Psicologia, Scienze Cognitive, Lettere e Filosofia, Fisica, Matematica, Ingegneria e Scienze dell’ Informazione.

Il Centro si occupa di ricerca in diversi settori che spaziano dalla psicologia sperimentale ai metodi di acquisizione di neuroimaging, alle neuroscienze cognitive comprendendo la linguistica computazionale e la cognizione animale.

Se la semplice donazione in denaro non ci fa sentire abbastanza utili per la scienza, il CIMEC offre l’opportunità a persone di ogni sesso ed età di essere cavie per un giorno.

Esperimenti comportamentali elettroencefalogramma, risonanza magnetica, ed osservazione delle azioni sono alcuni degli esperimenti richiesti.

Durante le sessioni, al partecipante viene richiesto di fare vari tipi di esercizi: dai visivi agli uditivi. Riuscendo così ad individuare le risposte da parte del nostro organo principale.

In base al tipo di esperimento ed alla sua durata, la futura cavia riceverà un rimborso spese che potrà variare dai 5 ai 30 euro. Non sorprende infatti che siano in moltissimi a rispondere agli annunci dei ricercatori.

Esiste una vera e propria bacheca sui social all’interno della quale i ricercatori di ogni università possono pubblicare i loro annunci, descrivendone la posizione, i requisiti per partecipare ed il relativo rimborso, se presente.

Nonostante i requisiti di partecipazione siano piuttosto rigidi, (limiti di età, sesso ecc.) l’affluenza nelle risposte è singolare.

A rispondere, soprattutto studenti universitari e questo non sorprende. L’idea di un bonifico seppur minimo infatti, è molto accattivante.

Spesso infatti il mondo dell’università, tra libri, tasse e affitto risulta piuttosto costoso.

«Molti studenti stanno trovando un “comodo appoggio” in questa partecipazione – spiega Anna, studentessa del terzo anno di Lettere e Filosofia. “Perchè non approfittarne per pagarsi un libro?”».

Fare da cavia ad un esperimento scientifico, prestandosi alla scienza ed in cambio ricevere un compenso è comunque una soddisfazione.

In un certo senso è come aiutare il futuro e ritrovarsi a fine mese con quale soldo in più, unisce l’utile al dilettevole.

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Via libera al Forum per la ricerca

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Via libera dalla Giunta provinciale, su proposta dell’assessore allo sviluppo economico, ricerca e lavoro, al Forum per la ricerca, soggetto la cui missione è quella di analizzare gli ambiti più rilevanti della ricerca e dell’innovazione in Trentino valutando e orientando il loro impatto sul tessuto economico.

Entro il prossimo luglio il Forum dovrà produrre, attraverso il confronto con i diversi attori della ricerca ma anche con le categorie economiche, un documento di analisi, di visione e di proposta, in base al quale elaborare anche l Piano pluriennale della ricerca.

La gestione del Forum è affidata a Trentino Sviluppo.

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Il Forum è composto da 15 membri, di cui almeno 2 di genere femminile. Otto di essi saranno individuati fra gli esperti in materia di ricerca scientifica e di conoscenza dei mercati; l’indicazione dei nominativi verrà concordata fra Trentino Sviluppo e l’Assessorato allo Sviluppo Economico, Ricerca e Lavoro. Due ciascuno saranno indicati rispettivamente dall’Università di Trento, dalla Fondazione Bruno Kessler e dalla Fondazione Edmund Mach. Infine, ne fa parte di diritto il presidente del Comitato per la ricerca e l’innovazione, prof. Mario Calderini.

Il documento che scaturirà, entro tre mesi, dal lavoro di questo nuovo soggetto, conterrà indicazioni importanti sugli ambiti di ricerca più significativi per lo sviluppo del territorio provinciale. Ciò permetterà di concentrare le risorse nelle direzioni che appaiono maggiormente convincenti, pur garantendo il necessario e imprescindibile sostegno alle attività di ricerca di base, libera e fondamentale.

L’obiettivo insomma è di evitare la dispersione e di fare massa critica negli ambiti che possono generale le ricadute più interessanti, sia sul versante economico sia per la risoluzione di problemi reali e la creazione di nuove opportunità, in ogni senso.

Tutto ciò confluirà poi nel nuovo Programma pluriennale della ricerca, principale documento di programmazione in materia.

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