UniSR vince due bandi per lo studio delle vescicole extracellulari nel tumore alla vescica

Negli organismi pluricellulari, la comunicazione tra le cellule è essenziale per la corretta organizzazione dell'intero organismo. Per diffondere i messaggi in ogni distretto, le cellule hanno sviluppato un sistema che consiste nella produzione di vescicole extracellulari che trasportano informazioni, diventando mediatori fondamentali della comunicazione. Le vescicole, di cui esistono diverse tipologie, sono non soltanto implicate in alcuni processi biologici fondamentali, ma anche nello sviluppo e nella progressione di molte patologie tra cui i tumori.

Per lo studio delle vescicole, il Dott. Riccardo Vago, ricercatore presso l’Urological Research Institute del San Raffaele è risultato vincitore di ben due bandi di ricerca, uno nazionale e uno internazionale. “Mi hanno sempre affascinato le diverse sfaccettature che caratterizzano le vescicole extracellulari, mediatori di processi fisiologici, ma anche patologici, biomarcatori per monitorare lo sviluppo della malattia e potenziali vettori per il trasporto di agenti terapeutici: in breve, strumenti potenti che trovano molteplici applicazioni nel campo delle nanobiotecnologie”. Questo interesse è stato sostanziato nel 2014 da un primo finanziamento a cui poi ne sono seguiti altri che hanno permesso di ampliare i campi di studio delle vescicole extracellulari spaziando dai tumori all’infertilità, dalla nutrizione all’applicazione terapeutica. “Il mio ruolo in questi ultimi studi riguarderà lo studio della composizione e delle funzioni biologiche degli esosomi e il loro utilizzo come biomarcatori di malattia e nello sviluppo di terapie”.

Fino alla prima metà degli anni 80, le vescicole extracellulari erano considerate alla stregua di spazzatura, cestini dell’immondizia dove le cellule collocavano le sostanze di scarto per liberarsene.  “Successivamente, e grazie a lavori pionieristici e a 30 anni di ricerca intensa e appassionata da parte di scienziati scrupolosi disposti a riabilitarne l’onore, esse sono state riconosciute come mediatori di alcuni processi biologici fondamentali, tra cui la risposta infiammatoria e immunitaria, lo sviluppo, la riproduzione, la riparazione dei tessuti e la coagulazione del sangue, nonché implicate nello sviluppo e nella progressione di molte patologie tra cui i tumori”. Ogni cellula produce un gruppo di vescicole extracellulari che vengono riversate nei fluidi biologici (come sangue, urina, liquido cerebrospinale, latte materno, saliva…), da cui possono essere isolate e analizzate. Il rilascio sembra essere un processo strettamente regolato in modo tale che sia la quantità sia la composizione molecolare (proteine, lipidi, acidi nucleici e metaboliti) riflettano il tipo e lo stato della cellula che li produce. Negli ultimi due progetti finanziati, il Dott. Vago e il suo team si dedicheranno allo studio degli esosomi, classicamente considerati le più piccole vescicole secrete dalle cellule. “La raccolta di urine dei pazienti affetti da tumore alla vescica a vari stadi e gradi della malattia e il confronto con i controlli sani ci permetterà di mettere a punto un sistema di isolamento degli esosomi basati sulle loro specifiche caratteristiche che variano nel corso della malattia”.

A sinistra: fotografia al microscopio confocale di cellule tumorali che hanno internalizzato gli esosomi. A destra: fotografia al microscopio elettronico a trasmissione di esosomi isolati da surnatanti cellulari. Per gentile concessione del Dott. Vago.

Nel 2018, il Dott. Vago e il suo team sono risultati vincitori del bando a sostegno del “Trasferimento della conoscenza nel settore dei materiali avanzati” finanziato da Fondazione Cariplo e Regione Lombardia, che ha lo scopo di sostenere i processi di innovazione e i percorsi di trasferimento tecnologico, nonché il potenziamento delle collaborazioni tra accademia e impresa. Il progetto si chiama “HYDROGEX: A peptide Hydrogel platform for extracellular veiscles isolation and multimodal analysis”, ed è stato realizzato grazie a una sinergia con il CNR, il Politecnico di Milano e la PMI Exosomics. L’idea si fonda sulla messa a punto di una matrice organica costituita da idrogel altamente versatili per l’isolamento selettivo delle vescicole extracellulari che ne preservi le proprietà strutturali e funzionali e sia adattabile a diversi contesti di analisi. Questo sistema consentirà di caratterizzare le vescicole di origine tumorale, un metodo semplice e non invasivo per supportare i clinici nell’effettuate prognosi più efficaci.

Il Dott. Vago è inoltre PI di un progetto vincitore del bando FET (Future and Emerging Technologies) Proactive, inserito nel programma internazionale Horizon 2020, che mira ad identificare i paradigmi tecnologici futuri ed emergenti ad alto potenziale per l'economia e la società europea, favorendo lo sviluppo di nuove comunità di ricerca e incoraggiando i ricercatori di diverse discipline a lavorare insieme su nuove tecnologie in settori specifici.

Il nome del progetto è “MARVEL”, come “Evolving reversible iMmunocapture by membrane sensing peptides: towARds scalable extracellular VEsicLes isolation”, avrà durata di 2 anni ed è basato sulla collaborazione con il CNR, aziende e fondazioni spagnole, estoni e svizzere. Grazie alle competenze del team del Dott. Vago, si potranno catturare selettivamente le vescicole prodotte dalle cellule tumorali rilasciate nei fluidi biologici per monitorare lo sviluppo del tumore e dare utili indicazioni ai clinici per interventi terapeutici. Un secondo obiettivo, che verrà sviluppato da altri partner, riguarda un’altra proprietà delle vescicole extracellulari abili mediatori del processo di rigenerazione tessutale nel muscolo cardiaco.

Dichiara il Dott. Vago: “Servire da PI in questi progetti ripaga degli sforzi fatti in anni di lavoro e li pone in una prospettiva applicativa, atti a generare nuove conoscenze scientifiche e competenze tecnologiche al servizio dei pazienti. Una produttiva contaminazione interdisciplinare è per me un’occasione che consente di approcciare un problema da diversi punti di vista e trovare soluzioni che altrimenti non sarebbe state possibile immaginare. Fiero di essere portatore di idee maturate nel contesto fertile e impegnativo dell’Istituto che rappresento, soddisfatto di portare il confronto su scala nazionale e continentale per raggiungere un maggior numero di persone, conto di fornire professionalità e creatività per il concreto e positivo sviluppo dei progetti”.