Silvia Marchesan e Giorgio Vacchiano

Due italiani fra gli undici migliori ricercatori emergenti

di Fabio Lagonia

La prestigiosa rivista scientifica inglese Nature li ha inseriti, nello scorso settembre, in una speciale lista dopo aver scelto fra 500 scienziati di tutto il mondo: sono due studiosi italiani. Lei, Silvia Marchesan, chimica organica e docente dell’Università di Trieste, è al sesto posto; lui, Giorgio Vacchiano, ricercatore forestale e ambientale dell’Università di Milano, all’undicesimo. Si occupano, evidentemente, di discipline fra di loro diverse ma hanno in comune un dato: la concretezza dei loro studi, acclamata a livello internazionale, e la traccia di speranza che lasciano al nostro Paese nell’ambito della ricerca scientifica, laddove frequentemente albergano le contraddizioni tra la riconosciuta qualità di chi fa scienza e le poche risorse messe a disposizione per esercitarla al meglio. Nature, nel pubblicare questa particolare classifica che riguarda gli scienziati emergenti su scala planetaria, parla addirittura di <<ricercatori che stanno lasciando il segno nella scienza>> e che hanno <<il mondo ai loro piedi>>, come esattamente recita il titolo del suo articolo. Per giungere a tale menzione gli undici ricercatori selezionati sono stati oggetto di un’analisi informata a vari parametri, fra cui l’aver pubblicato nel 2017 almeno un articolo nelle 82 riviste del Nature Index; la crescita delle citazioni ottenute negli studi scientifici; l’influenza – nel panorama scientifico di propria competenza – valutata mediante un algoritmo; la multidisciplinarità. Perciò non si può che rimanere entusiasti davanti ad un risultato che consegna all’Italia una promessa ben fondata su cui bisognerà investire ulteriormente affinché non si disperdano né le energie né i cervelli e nemmeno gli effetti fin qui ottenuti in virtù di tali studi, forieri di auspicabili aggiuntivi successi scientifici.

Sollecitati a rispondere alla nostra domanda sulle condizioni della ricerca scientifica in Italia, entrambi ci rispondono ponendo l’accento sulla positiva presenza di tante eccellenze nel nostro Paese, ma anche sulle criticità rilevabili almeno in due aspetti: l’eccessiva burocrazia, che può causare addirittura un blocco (dovuto a chiusura e riapertura annuale della contabilità) degli acquisti per la ricerca pari anche a tre mesi all’anno; e la precarietà  che coinvolge molti addetti; senza considerare che il budget statale dedicato alla ricerca è fermo all’1 – 1,5% e pertanto lontano da quel 3% raccomandato dalla Commissione Europea.

Silvia Marchesan è una “manipolatrice” di mini-molecole: ha sviluppato un idrogel biocompatibile di proteine auto-assemblanti il cui impiego futuro è quello di riparare tessuti e rilasciare farmaci. Ce lo spiega lei stessa mediante questa immagine, la quale mostra come i peptidi (piccoli frammenti di proteine) realizzati nel suo laboratorio, e che si trovano in acqua, si organizzino in file ordinate facendo sì che dall’acqua (a sinistra) formino un gel (nel contenitore a destra). I materiali sono costituiti dal 99% di acqua e per il rimanente 1% da composti semplici, i peptidi appunto, che si producono a basso costo su grande scala e anche con metodi ecologici grazie alle biotecnologie. <<Essenzialmente cerchiamo di trovare dei nuovi criteri per riuscire ad organizzare delle singole molecole, quindi dei composti molto piccoli, in strutture ordinate che vanno poi dal livello nanometrico a quello macroscopico al fine di realizzare “materiali intelligenti”>>. Lo specchio che si vede in questa immagine rappresenta il principio su cui la ricerca è fondata, ovvero la chiralità. <<La chiralità è un concetto alla base dei meccanismi di riconoscimento biologico; così come il piede sinistro può essere infilato solo nella scarpa sinistra e non nella destra, similmente i farmaci con la corretta chiralità sono riconosciuti dai loro target biologici, mentre può accadere che la loro immagine speculare dia cosiddetti effetti collaterali.  Per questo motivo lavorare con delle molecole chirali e con il controllo della loro chiralità può aprire la strada anche verso la modulazione dell’attività biologica>>. Dunque i composti realizzati nel laboratorio di Silvia Marchesan sono speciali  perché tra i loro componenti (amminoacidi) ve ne sono uno o due che sono l’immagine allo specchio dell’equivalente naturale: ciò permette ai composti di ripiegarsi in modo ottimale per formare quelle file ordinate qui rappresentate in foto, oltre che aumentarne la durabilità in sistemi biologici. Questi composti, cioè, si auto-assemblano dando origine a superstrutture e idrogel, quindi materiali a base di acqua. Sulla scorta di ciò la ricerca triestina si incentra sull’utilizzo di tali sistemi in modo che si possano comporre e scomporre passando on-demand da liquido a gel e viceversa: l’idea è che se svolgono una funzione solo quando sono “in fila” possiamo avere dei sistemi dinamici che “accendiamo” e “spegniamo” come si fa con una lampadina; ad esempio, alcuni composti fungono da antimicrobici solo quando sono nella forma di gel, e una volta scomposti non inquineranno il mare a differenza dei farmaci tradizionali. Lo studio sta portando a realizzare nuovi antimicrobici (nuovi sostituti degli antibiotici), ma la strada è ancora da percorrere per migliorare l’attività. Questi composti, inoltre, si possono utilizzare per il rilascio a lungo termine di un farmaco poco solubile che si infila nel peptide, nelle file ordinate, e quindi viene rilasciato lentamente perché “trattenuto”. Analogamente per i farmaci anti-infiammatori. <<E ora stiamo lavorando con composti anti-tumorali (ma lo studio non è ancora pubblicato). Inoltre, altre attività della nostra ricerca includono lo sviluppo di nuove terapie basate sull’uso di questi piccoli peptidi per vedere se possono interferire con la formazione di amiloidi, che non sono altro che aggregati di altri peptidi o proteine rinvenibili in molte malattie (le cosiddette amiloidosi) tra cui quelle neurodegenerative, l’Alzheimer per esempio, e patologie  del cuore o dell’apparato gastrointestinale. Anche in questo caso però siamo agli inizi>>. L’obiettivo è quello di sviluppare nuovi approcci terapeutici basandosi su queste superstrutture di piccoli peptidi “speciali”>>.

Giorgio Vacchiano è un ricercatore della Università Statale di Milano dove si occupa di Assestamento forestale e Selvicoltura. La sua attività è rivolta quindi alla gestione forestale, ai servizi eco- sistemici, alle capacità di resistenza e resilienza delle foreste, ai cambiamenti del clima, allo studio delle conseguenze degli incendi boschivi sulle foreste europee. Uno studio integrato che, grazie alla sua ricerca, si avvale della modellazione matematica finalizzata alla gestione forestale e, in modo specifico, alla gestione ottimale delle foreste in ordine ai cambiamenti climatici. Intervistato da Mediterraneo e dintorni Vacchiano sottolinea i benefici importanti forniti dalle foreste, come il legno, un materiale e una fonte energetica rinnovabile e pulita se prelevato e impiegato con i giusti criteri; ma anche la protezione da frane e alluvioni, l’assorbimento del carbonio che immettiamo nell’atmosfera, un giusto habitat per flora e fauna. Tutti benefici non sempre conciliabili fra di loro. <<Bisogna quindi capire quale beneficio preferiamo ottenere in un certo tipo di foresta, oggi e in futuro, e come questo si può conciliare con l’uso sostenibile del legno. Ora che il clima sta cambiando velocemente, i modelli matematici ci possono aiutare a elaborare scenari futuri più accurati, con cui realizzare finalmente quella pianificazione forestale che è il solo strumento per gestire le nostre risorse in modo sostenibile>>. Il profilo di Nature cita in particolare due lavori di Giorgio Vacchiano: nel primo, pubblicato nel 2013, <<dimostriamo come i cambiamenti climatici abbiano già agito nel determinare cambiamenti profondi in un particolare tipo di foresta montana (le pinete delle Alpi); il ripetersi di forti siccità a breve distanza l’una dall’altra ha infatti innescato una regressione della specie principale di questi boschi, il pino silvestre, che da ormai quindici anni mostra segni di deperimento e mortalità anomala, gradualmente sostituito da una quercia più “mediterranea”, la roverella, che meglio sopporta le estati calde e secche. Nel secondo studio, pubblicato nel 2017, insieme a un team internazionale abbiamo invece raccolto tutte le evidenze scientifiche pubblicate negli ultimi 20 anni sul rapporto tra cambiamenti climatici ed “eventi estremi” nelle foreste: un’analisi di oltre 600 studi che mostra inequivocabilmente come il climate change determinerà un aumento degli incendi boschivi, dei danni da vento, e delle pullulazioni di insetti; fattori, questi, che fanno parte della normale dinamica degli ecosistemi ma che potrebbero superare la loro capacità di adattamento se aumentassero la loro frequenza e severità troppo rapidamente>>. Attualmente Vacchiano è impegnato in due nuovi progetti di ricerca, uno sul ruolo delle foreste nella stabilizzazione dei versanti in montagna – TreeHero coordinato dal prof. Giambattista Bischetti – e uno per valutare l’effetto delle foreste urbane nel rallentare le precipitazioni e regolare il deflusso idrico in città, che sarà avviato a Rimini nel 2019

Chi è Silvia Marchesan

Quarant’anni, originaria di Codroipo (UD), professoressa di Chimica organica al Dipartimento di Chimica farmaceutica dell’Università di Trieste, si laurea nel 2004 e dal 2018 è professore associato presso il medesimo Ateneo. Mamma di un bimbo di 4 anni, ha completato il dottorato in chimica ad Edimburgo nel 2008, continuato la ricerca a Londra, in Finlandia e in Australia. Ritorna in Italia nel 2013. Nel 2015 ottiene fondi per il progetto SIR del MIUR, ciò permettendole di aprire il suo laboratorio all’Università di Trieste, il Superstructures Lab, dove si svolge il grosso della sua ricerca, che si avvale anche di una fitta rete di collaborazioni nazionali e internazionali: per esempio il dott. Attilio Vargiu dell’Università di Cagliari sviluppa modelli al computer per capire come i tripeptidi si muovano durante l’auto-assemblaggio; altri collaboratori in Inghilterra, Germania, Finlandia e Australia forniscono contributi su specifiche proprietà dei sistemi studiati a Trieste. Nel 2017 vince la medaglia Vittorio Erspamer.

Chi è Giorgio Vacchiano

Torinese, trentanove anni, si laurea nel 2003 in Scienze Forestali e Ambientali all’Università degli Studi di Torino – Facoltà di Agraria. Per due anni (2016-2018) ha lavorato in Commissione Europea come analista e programmatore nel settore forestale. Attualmente è ricercatore (team del professor Renzo Motta) e docente di gestione forestale e selvicoltura presso l’Università  degli Studi di Milano. Collabora con l’Università di Liverpool sull’analisi della produzione di semi da parte delle piante forestali, con l’Università dello Utah (USA) dove – nel biennio 2005-2006 – si è formato durante il periodo del dottorato di ricerca. La sua ricerca ha come oggetto lo sviluppo di modelli di simulazione in supporto alla gestione forestale sostenibile, la mitigazione e l’adattamento al cambiamento climatico e ai disturbi naturali nelle foreste temperate europee.

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