ERC e AIRC premiano due progetti del Centro per la Complessità e i Biosistemi

METADESIGN: progettare strutture artificiali

METADESIGN, che ha ottenuto un finanziamento ERC Proof of Concept, assegnato solo a progetti scientifici già vincitori di un grant ERC, per sostenere il loro potenziale innovativo e portare la ricerca di base più vicina al mercato, raccoglie l'eredità di SIZEFFECTS, già vincitore di un finanziamento dell'European Research RC e diretto sempre da Stefano Zapperi che ha studiato l'effetto del disordine sulle caratteristiche meccaniche di diversi materiali usando algoritmi numerici in grado di calcolare il movimento di grandi quantità di piccole particelle.

Gli stessi algoritmi di SIZEFFECTS saranno ora sfruttati nel progetto METADESIGN per progettare metamateriali meccanici che siano realizzabili con una stampante 3D.

I metamateriali sono materiali artificiali la cui struttura è stata ingegnerizzata in modo da avere proprietà fisiche e meccaniche eccezionali. La loro progettazione è una sfida scientifica e tecnologica di grande portata e con un enorme potenziale per quanto riguarda le applicazioni nel campo dell'ingegneria.

Al giorno d'oggi, la progettazione di metamateriali tende a focalizzarsi su meccanismi già conosciuti e ben compresi, ma grazie agli algoritmi sviluppati nel progetto METADESIGN, Stefano Zapperi ambisce a produrre attuatori – cioè quei componenti di una macchina che muovono e controllano meccanismi e sistemi – generici fatti di metamateriali e dotati di un'ampia gamma di possibili movimenti e alti livelli di rendimento.

"I metamateriali hanno innumerevoli possibilità in termini di flessibilità e applicazioni, dalla robotica alla moda, fino agli strumenti biomedici – afferma il professor Zapperi. Il nostro approccio computazionale ci consente di progettarli esplorando configurazioni che non sarebbero ottenibili con i metodi convenzionali".
 

Il ruolo delle macchine molecolari nell’invasività tumorale

L'obiettivo del progetto di Michael Pusch e Caterina La Porta, vincitore di un finanziamento dell'AIRC (Associazione Italiana per la Ricerca sul Cancro), è lo studio di due canali molecolari recentemente scoperti per capire che ruolo giocano nell'invasività tumorale.

Gli ioni possono muoversi attraverso la membrana cellulare grazie a una serie di canali proteici e la regolazione di questo flusso ionico in entrata e in uscita è fondamentale per molti processi cellulari, come, tra gli altri, l'invasività delle cellule dei melanomi e l'adesione dei linfociti che circolano nel sangue a cellule specializzate, processo chiamato homing, che contribuisce allo sviluppo di una risposta immunitaria specifica.

Come prima cosa, i ricercatori caratterizzeranno il profilo molecolare di questi canali e, tramite una serie di esperimenti, ne verificheranno l'importanza nei processi di diffusione delle metastasi e nell'homing dei linfociti. Successivamente, svilupperanno molecole sintetiche disegnate apposta per interagire con queste proteine cercando quindi di ostacolare la capacità delle cellule tumorali di diffondersi e invadere altri tessuti.

"Più informazioni abbiamo sulle basi molecolari dell'invasività tumorale, più potremo cercare di contrastarla – commenta la professoressa La Porta. L'identificazione di specifici strumenti chimici in grado di colpire in maniera mirata queste proteine potrebbe aprire la strada a nuove strategie chemioterapeutiche per combattere il melanoma e per aumentare l'efficacia dell’immunoterapia".