Ritratto di scienza, parliamo di monossido di carbonio e tumori con Giulia Ballerini
Il monossido di carbonio ha un ruolo nella crescita tumorale. Sostanze che generalmente manifestano una funzione protettiva nell’organismo umano possono comportarsi diversamente quando si trovano all’interno del microambiente tumorale. Capire come e perché accade questo è molto importante. Sia nell’ottica di identificare nuove strategie di cura per il cancro sia per comprendere perché talvolta le cellule tumorali mostrano una farmaco resistenza più o meno elevata o formano metastasi con maggiore facilità.
La dott.ssa Giulia Ballerini, dottoranda nel laboratorio di Immunologia Molecolare diretto dal Prof. Antonio Sica, sta studiando il meccanismo che porta l’azione congiunta dell’enzima eme ossigenasi 1 e del monossido di carbonio a supportare la progressione tumorale.
Abbiamo chiesto a Giulia di raccontarci i progressi del progetto di Ricerca a cui sta lavorando, come ha deciso di diventare biotecnologa e perché ha scelto di studiare i meccanismi di funzionamento dei tumori.
La sua Ricerca è sostenuta grazie al supporto di Medicine Rocks, che dal 2019 unisce sul palco musica e Ricerca.
Giulia, perché il monossido di carbonio ha un ruolo importante nella crescita tumorale?
Il ruolo del monossido di carbonio e il suo comportamento all’interno del microambiente tumorale sono il cuore del mio progetto di dottorato, che nasce dalle conclusioni di un precedente progetto di Ricerca condotto dalla mia supervisor, Francesca Consonni.
La dott.ssa Consonni ha caratterizzato una popolazione di macrofagi associati a tumore che si trovano all’interno della massa tumorale ed esprimono alti livelli di eme ossigenasi 1, un enzima che fisiologicamente catalizza la degradazione dell’eme cellulare. Si tratta, cioè di una proteina che ha il compito di facilitare una reazione che coinvolge l’eme, la parte fondamentale dell’emoglobina del sangue, quella che contiene il ferro.
Il risultato di questa reazione è la produzione di monossido di carbonio, ferro libero e biliverdina (un pigmento verde). Sostanze che hanno un’azione antinfiammatoria e protettiva sulle cellule.
In contesti patologici, però, come in presenza di un cancro, questo asse tra monossido di carbonio ed eme ossigenasi 1 aiuta la crescita del tumore, favorendo la formazione di nuovi vasi sanguigni che irrorano le cellule cancerose e supportando la crescita tumorale e la formazione di metastasi. Difatti, alti livelli di eme ossigenasi 1 in monociti circolanti di pazienti con melanoma al III e IV stadio correlano con una prognosi negativa.
Da tre anni mi sto occupando di studiare in dettaglio come l’azione congiunta tra monossido di carbonio ed eme ossigenasi, favorisce il tumore, meccanismo che resta invece sconosciuto.
Quali risultati hai raggiunto nel tuo progetto di Ricerca?
Il mio progetto si inserisce nel filone della drug innovation, perché l’obiettivo ultimo è quello di trovare nuovi target più utili e specifici per colpire i tumori. In particolare, mi sono concentrata sullo studio del ruolo del monossido di carbonio, risultato dell’azione dell’eme ossigenasi prodotta dai macrofagi, come gas trasmettitore endogeno. Mi occupo di valutare i suoi effetti nell’ambito della resistenza dei tumori alla chemioterapia. Abbiamo testato alcuni dei principali farmaci in circolazione come la doxorubicina, che è uno tra i chemioterapici in prima linea nella cura della malattia neoplastica, ad esempio, per il trattamento di tumori come sarcomi, cancro al colon retto, linfomi Hodgkin.
Il progetto sta portando ai risultati sperati: abbiamo raccolto moltissimi dati e le evidenze scientifiche sono solide. Il prossimo anno pubblicheremo il lavoro e potremo raccontare tutti i dettagli.
Perché ti sei specializzata in biologia molecolare?
Mi sono laureata in biotecnologie e poi ho conseguito la magistrale in medical biotechnology, ovvero biotecnologie mediche, frequentando un corso di laurea in inglese. Prima di iniziare a studiare biotecnologie ho pensato di entrare alla facoltà di Medicina tuttavia le biotecnologie mi hanno presto conquistata.
Il corso mi è piaciuto molto e ho capito che studiando biotecnologie mediche avrei potuto contribuire a trovare risposte utili a tematiche oggi molto stringenti. Sto parlando, ad esempio, della necessità di identificare nuovi approcci per la cura dei tumori resistenti. Il cancro è oggi la malattia che miete più vittime, assieme alle malattie cardiovascolari e la farmacoresistenza è un problema ad oggi molto attuale.
La scelta del dottorato è stata una conseguenza naturale del mio percorso di laurea in biotecnologie mediche. Ho svolto il tirocinio per la tesi, di un anno, proprio con il Professor Sica che ogni giorno mi ha trasmesso la sua passione per questo lavoro. In Humanitas ho potuto mettermi alla prova in tutta una serie di pratiche di laboratorio, sia in vitro sia in vivo. Ho compreso ancora meglio quanto la Ricerca può fare per lo sviluppo di nuove pratiche cliniche e per portare i risultati di laboratorio al letto dei pazienti. Questa esperienza mi ha fatto molto riflettere, così ho scelto di intraprendere un percorso di dottorato rimanendo nello stesso ambito.
Mi trovo molto bene in Humanitas. Prima di tutto perché ho a disposizione tutti gli strumenti necessari a svolgere al meglio le mie ricerche, in modo efficace e competitivo. In secondo luogo perché lavoro in un ambiente stimolante dove c’è grande collaborazione e condivisione dei saperi e delle scoperte.
Hai sempre desiderato lavorare in campo medico?
Fin da piccola ho sognato di aiutare le persone ed ero convinta che l’avrei fatto diventando un medico. Crescendo, alle scuole medie e poi alle superiori, il sogno non è cambiato e si è anzi rafforzato. All’Università i contorni di questo sogno si sono fatti più definiti e ho capito che la Ricerca era la mia strada. Desidero curare, aiutare le persone a ritrovare la salute e di conseguenza supportare anche i loro familiari. Voglio contribuire a trovare protocolli di terapia per malattie che ancora oggi fanno molte vittime.
La Ricerca permette tutto questo. Nel mio percorso di crescita, un domani, vorrei anche contribuire alla formazione dei ricercatori del futuro attraverso l’insegnamento accademico. Non solo per trasmettere alle nuove generazioni quello che so e che ho imparato e sto imparando strada facendo ma anche e forse soprattutto per far comprendere loro l’importanza della Ricerca.
Cos’è per te la Ricerca?
Per me, la Ricerca è progresso e il progresso è crescita. Provare, cercare, studiare nuove strade è il solo modo per progredire nella cura delle malattie che ancora oggi risultano difficili da trattare, come molte patologie oncologiche. Ci sono ancora tante domande senza risposta ma grazie alla Ricerca, progetto dopo progetto, troviamo nuove evidenze, scopriamo meccanismi sconosciuti, capiamo quali domande sono sbagliate e come porci quelle giuste.
La Ricerca ovviamente richiede tempo, collaborazione tra gli scienziati, e fondi. Per questo ci tengo moltissimo a ringraziare sia il Professor Sica per le continue opportunità sia la Dott.ssa Consonni che ha iniziato questo importante progetto investigando il ruolo di eme ossigenasi nel microambiente tumorale, e tutti i miei colleghi. Un ringraziamento speciale però, va a Medicine Rocks, che ha sostenuto il mio lavoro, senza di loro tutto quello che sto facendo non sarebbe stato possibile.