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17/04/2019

HERMES: interfacce bioibride per il cervello

By: Valeria delle Cave

Un team al femminile per il progetto europeo finanziato con 8 milioni di euro per 5 anni

Gabriella Panuccio, Gemma Palazzolo, Natalia Ewa Gostynska, Fiamma Romagnoli sono le quattro donne ricercatrici del neo nato gruppo Enhanced Regenerative Medicine Lab di IIT, coinvolte nel progetto europeo HERMES, finanziato nell’ambito degli ambiziosi progetti FET-Future and Emerging Technologies dell’Unione Europea. Gabriella Panuccio, con una formazione in medicina e un dottorato in biofisica, è la coordinatrice del gruppo e del progetto internazionale. “Quando ho saputo che il progetto era stato scelto per il finanziamento è stato un momento di grande emozione, vedevo realizzato un sogno che perseguivo da tanti anni”, commenta Panuccio, che in Italia è rientrata nel 2016, dopo un periodo di lavoro in Canada e in Belgio, grazie a un altro finanziamento europeo, una borsa per giovani ricercatori Marie Skłodowska-Curie actions.

“HERMES rappresenta un punto di svolta nella mia vita di ricercatrice, oltre che una possibilità di crescita molto importante”, sottolinea Panuccio, che oggi si trova a coordinare per i prossimi 5 anni un progetto finanziato con oltre 8 milioni di euro, e che impegna 12 partner internazionali, tra cui in Italia l’Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, l’Università degli Studi di Verona, il Politecnico di Milano e la società di consulenza Eurokleis.

Al centro del progetto HERMES vi è lo studio di una nuova strategia per curare l’epilessia, puntando alla rigenerazione del tessuto cerebrale danneggiato e all’allenamento dei neuroni ad un corretto funzionamento attraverso l’uso combinato di componenti biologiche e artificiali.

L’epilessia è una malattia caratterizzata dal danno progressivo di alcune aree cerebrali, che si traduce in un funzionamento anomalo del cervello. Ad oggi, l’epilessia colpisce 50 milioni di persone nel mondo, di cui 8 milioni in Europa e 500 mila in Italia. In HERMES i ricercatori studieranno l’epilessia del lobo temporale, la più diffusa e quella che più spesso risulta resistente alle attuali terapie farmacologiche. Il disturbo interessa aree del cervello coinvolte nell’apprendimento, nella memoria e nel controllo emozionale, come l’ippocampo.

“Il nostro progetto è molto ambizioso, ma se ci riusciremo, si apriranno nuove prospettive di ricerca riguardo i disturbi del cervello, andando oltre i limiti dei trattamenti più tradizionali” dichiara Panuccio, “Il nostro obiettivo è di dimostrare che è possibile instaurare un dialogo tra sistemi biologici e sistemi artificiali, così da ottenere tecnologie bioibride per la cura del cervello malato. Vogliamo superare il concetto di medicina rigenerativa intesa come metodo puramente biologico: è necessario avvalersi di nuove tecnologie per aiutare il tessuto ad integrarsi correttamente nel cervello”.

HERMES avrà proprio l’obiettivo di ricostruire la parte di ippocampo danneggiata. I ricercatori creeranno da una parte il tessuto dell’ippocampo in laboratorio, e dall’altra una neuroprotesi neuromorfa, ovvero un dispositivo elettronico che imita il comportamento dei neuroni. I due componenti, uno biologico e l’altro elettronico, saranno impiantati nel cervello di un modello animale nella zona danneggiata. La neuroprotesi, munita di intelligenza artificiale, guiderà il tessuto impiantato verso una corretta integrazione con le altre aree cerebrali, evitando le alterazioni tipiche dell’epilessia. Il dispositivo avrà, quindi, il ruolo di “allenatore” per il tessuto ricreato in laboratorio, in modo da dismetterlo una volta instaurate una completa rigenerazione e normale funzionalità dell’area cerebrale. Il nuovo paradigma introdotto da HERMES è chiamato medicina rigenerativa potenziata.

La costruzione di un’interfaccia tra un sistema biologico e uno artificiale apre a riflessioni etiche e filosofiche, che saranno affrontate durante il progetto grazie al coinvolgimento di partner esperti nel settore, oltre che durante eventi pubblici in tutta Europa.

In particolare, gli istituti italiani contribuiranno al progetto in modo sinergico: IIT con l’ingegneria tissutale e l’analisi dei segnali elettrici generati dai neuroni in vitro; l’Università di Verona con lo studio della neurogenesi e delle cellule staminali; l’Università di Modena e Reggio Emilia con l’analisi dei segnali elettrici generati dal cervello in vivo; il Politecnico di Milano con l’ingegnerizzazione di circuiti neuromorfi. Eurokleis seguirà gli aspetti della comunicazione e della gestione dei processi di innovazione attivati dal progetto.

In futuro le tecnologie HERMES potranno avere un impatto a lungo termine sulla vita delle persone, sulla loro salute e sul loro benessere.

Il consorzio di HERMES è costituito da: IIT-Istituto Italiano di Tecnologia, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, Università degli Studi di Verona, Politecnico di Milano, Eurokleis S.r.l.,  Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (Spagna), Aarhus Universitet (Danimarca), University of Glasgow (Regno Unito), Tampere University of Technology (Finlandia), Fundacion Instituto de Estudios de Ciencias de la Salud de Castilla y Leon e Universidad de Salamanca (Spagna), Radboud Universiteit (Paesi Bassi), Den Institute (Belgio).