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VACCINI: UN INVESTIMENTO PER LA SALUTE E LA VITA

VACCINI: UN INVESTIMENTO PER LA SALUTE E LA VITA

Lo slogan di una pubblicità di qualche anno fa recitava “prevenire è meglio che curare”. Una massima non solo condivisibile, ma replicabile all’infinito. Ecco perché le vaccinazioni sono l’esempio più concreto ed efficace di buona prevenzione. La pratica più semplice, quella legata al contrasto della diffusione dell’influenza stagionale, garantisce un risparmio per le cure e l’assistenza a chi si ammala pari a 10 volte la spesa del vaccino. Se oggi alcune malattie sono state eradicate e di altre si è ridotta l’incidenza lo si deve ai vaccini. Che, in termini di riduzione della mortalità, sono secondi solo alla potabilizzazione delle acque. Puntare sulla vaccinazione significa quindi investire in prevenzione e tutelare la salute di milioni di persone.

La crescente sfiducia nei programmi di profilassi, anche a causa della diffusione di notizie scientificamente infondate, rappresenta una minaccia alla immunizzazione da malattie che possono lasciare il segno e mina profondamente la salute delle nuove generazioni. Eppure i progressi dell’immunologia e della genetica hanno aumentato le nostre conoscenze circa la patogenesi delle malattie infettive e i meccanismi di difesa dell’organismo umano, consentendo lo sviluppo e l’autorizzazione di un elevato numero di nuovi vaccini. A livello mondiale, grazie soprattutto alla estesa campagna del Rotary International, siamo a un passo dalla eradicazione della poliomielite.

La resistenza degli oppositori alle vaccinazioni (fenomeno definito a livello internazionale come “vaccine hesitancy”) poggia su mancata conoscenza o cattiva informazione, ma anche e sempre più su motivazioni ideologiche, in ogni caso mai supportate da valenza scientifica. Emblematica la correlazione causale tra vaccino anti-morbillo-rosolia-parotite e l’insorgenza dell’autismo, documentata falsamente molti anni fa da un medico inglese poi radiato dal Medical Register nel 2010), ripetutamente richiamata da media e social network e smentita da tutti gli studi successivi e dall’OMS.

I risultati di un recente studio ha indicato che la metà dei genitori “antivaccinatori” lo sono non per convinzione, ma per esitazione, insicurezza, ignoranza. Il Piano Nazionale Prevenzione Vaccinale 2017-2019 prevede che al compimento del 15° mese di vita i bambini che non presentano controindicazioni dovrebbero essere vaccinati contro 14 malattie, con una decina di inoculazioni in 7-8 sedute. Solo le vaccinazioni contro 4 delle 14 malattie sono obbligatorie per legge (difterite, tetano, poliomielite ed epatite B) e dunque potenzialmente oggetto del provvedimento di obbligatorietà, le altre sono raccomandate.

In questo quadro di esitazione e mancata copertura vaccinale, emergono gli straordinari progressi della ricerca in campo immunologico. L’italiano Antonio Lanzavecchia, che lavora a Basilea, ha scoperto molecole, denominate Mhc, che permetteranno di progettare i vaccini del futuro in modo ancora più sicuro. Esse sono prodotte dalle cellule dendritiche, le sentinelle del sistema immunitario presenti in tutti i tessuti dell’organismo. In condizioni normali vivono appena dieci ore, ma se c’è un’emergenza diventano più numerose e vivono almeno dieci volte più a lungo, fino a quattro giorni. Cellule pronte a scattare al primo allarme per catturare l’antigene, la sostanza che innesca la reazione immunitaria. Al Georgia Institute of Technology di Atlanta, invece, si sperimenta una nuova tecnica che prevede la somministrazione della vaccinazione tramite un minuscolo cerotto con microaghi che, con una leggera pressione, inietta il vaccino. Niente più fiale e aghi: in futuro per vaccinarsi contro il morbillo sarà sufficiente mettersi un cerotto.

Marte e il microbiota intestinale

Marte e il microbiota intestinale

Grazie a una missione simulata sul Pianeta rosso di 520 giorni (Mars500), un gruppo di ricercatori dell’Istituto di tecnologie biomediche del Consiglio nazionale delle ricerche di Segrate (Itb-Cnr) e delle Università di Bologna e della Tuscia di Viterbo, hanno valutato per la prima volta l’impatto di prolungate condizioni di confinamento sul microbiota intestinale umano. Lo studio ha riguardato le dinamiche temporali del microbiota intestinale di sei astronauti di diversa nazionalità che hanno partecipato a MARS500, la simulazione di una missione completa su Marte durata 520 giorni, durante la quale sono state monitorate variabili psico-fisiologiche quali stress, performance cognitive e atletiche, funzionalità gastrointestinali e profili immunologici.

La ricerca, pubblicata su Microbiome (BioMed Central), è la prima a valutare l’impatto di prolungate condizioni di confinamento sul microbiota intestinale umano. I dati dimostrano l’importanza del mantenimento dell’omeostasi dei batteri intestinali nelle condizioni di stress quali quelle di una missione spaziale, e quindi anche quella dei batteri intestinali nella risposta individuale agli stress quotidiani. “Le comunità microbiche del nostro intestino sono necessarie per molteplici aspetti e giocano un ruolo chiave nella nostra salute, regolando l’omeostasi metabolica e immunologica. Vi è quindi un crescente interesse a comprendere i molteplici fattori, endogeni ed ambientali, che ne influenzano composizione e funzionalità, con l’obiettivo di favorire il mantenimento o recupero di una configurazione microbica favorevole. Benché sia nota l’elevata dinamicità del microbiota, però, la nostra conoscenza di come esso cambi nel tempo in relazione a specifiche azioni e comportamenti, è ancora limitata”, spiega Clarissa Consolandi dell’Itb-Cnr. “MARS500, la più lunga simulazione di un volo interplanetario mai condotta, ci ha consentito di avanzare nella comprensione di tali dinamiche, fornendoci l’opportunità di valutare la variabilità temporale del microbiota intestinale in un ambiente unico come la mancanza di interazioni sociali, il ridotto contatto con l’ambiente, la disponibilità di risorse limitata e il consumo di cibi per lo più in scatola”.

Le analisi sono state condotte sui campioni fecali dei sei membri dell’equipaggio a vari intervalli di tempo, nel corso dei 520 giorni di esperimento e fino a sei mesi dopo la conclusione. “I risultati confermano la natura dinamica e personalizzata del microbiota anche nelle condizioni di un ambiente confinato, caratterizzata da riarrangiamenti di microrganismi autoctoni”, prosegue Marco Candela del Dipartimento di farmacia e biotecnologie dell’Università di Bologna. “Nonostante questa variabilità, è comunque emerso che gli ecosistemi microbici intestinali degli astronauti divenivano gradualmente più simili tra loro all’aumentare del tempo, in particolare per gli andamenti di alcune componenti, il che suggerisce un certo grado di convergenza dell’evoluzione microbiotica in ambiente confinato”. In particolare, lo studio ha inoltre evidenziato “un aumento delle specie appartenenti al genere ‘Bacteroides’ nelle primissime fasi della missione, in concomitanza con disturbi del sonno, deficit di vigilanza o alterazioni del ritmo sonno-veglia. Non a caso ‘Bacteroides’, importante produttore di propionato, è maggiormente rappresentato in condizioni di stress”, continua Candela. “Inoltre, noti produttori di butirrato, come ‘Roseburia faecis’ e ‘Faecalibacterium prausnitzii’, appaiono estremamente variabili durante il corso della missione, il che sembra suggerire importanti oscillazioni nella produzione degli acidi grassi a corta catena, quando i dati psicologici e biochimici evidenziavano alti livelli di stress, predominanza di pensieri negativi, alti livelli salivari di cortisolo, aumento di linfociti e risposte immunitarie e positività al test della calprotectina, marker fecale di infiammazione”. In conclusione, i dati del presente studio – che ha coinvolto anche German Aerospace Center e Università dell’Arkansas – dimostrano che fattori quali isolamento e stress forzano le risposte del microbiota intestinale, con il rischio di determinare sbilanciamenti nella produzione degli acidi grassi a corta catena ed effetti sull’omeostasi metabolica ed immunologica dell’individuo. “Tutto ciò dimostra quanto sia fondamentale mantenere un equilibrio a livello della flora intestinale in risposta agli stress quotidiani. Quindi, eventuali alterazioni dovrebbero essere monitorate e corrette tempestivamente, nella vita di tutti i giorni e, in particolare durante missioni nello spazio, al fine di conservare il rapporto di simbiosi mutualistica che condividiamo con l’ecosistema microbico, importante a sua volta per preservare la salute fisica e psicologica degli astronauti”, conclude Consolandi.

 

Il cuore degli astronauti

Il cuore degli astronauti

Apollo_17_Lunar_Roving_VehicleAnima discussioni il risultato di una ricerca sull’esposizione degli esploratori spaziali alle radiazioni cosmiche. Benché noto da tempo il rischio a cui ci si sottopone quando si opera lontano dallo scudo della magnetosfera terrestre, l’esito delle indagini condotto sugli astronauti del programma Apollo ha offerto dati che appaiono inequivocabili e sui quali riflettere al fine di garantire la completa protezione a coloro i quali si spingeranno verso gli spazi del sistema solare. Il riferimento all’esplorazione di Marte è automatico, così come al ritorno sulla Luna. Quali sono, dunque, i rischi per la salute connessi alla lunga permanenza in ambiente spaziale? Il settore biomedico della NASA è concentrato sull’approfondimento delle conseguenze legate all’esposizione prolungata alle radiazioni cosmiche, nel medio e nel lungo periodo. Secondo una recente indagine apparsa su Scientific Reports, l’allerta riguarda in particolar modo gli esploratori spaziali lunari, non quelli che operano in orbita bassa, come per la stazione spaziale internazionale. Unica cartina di tornasole è rappresentats, come detto, dagli astronauti del Programma Apollo, sottoposti a un differente tipo di irraggiamento cosmico, ben più pericoloso di quello subito dai colleghi perché la loro avventura all’arrembaggio della Luna si è svolta senza la naturale protezione della magnetosfera.Quanti hanno preso parte a viaggi spaziali oltre i 400 chilometri – altezza indicativa a cui “viaggia” la Stazione, dove comunque si rischia di soffrire di problemi seri come osteoporosi, nausea spaziale, perdita di massa ossea e muscolare, cecità spaziale e diabete – sono stati bersagliati da una quantità di radiazioni maggiore rispetto ad ogni altro astronauta nella storia. A risentirne maggiormente, l’organo più importante di tutti, il cuore. Dalle analisi dei dati infatti è emerso che il 43 percento degli astronauti Apollo morti lo sono stati a seguito di malattie cardiovascolari: una percentuale quattro o cinque volte superiore rispetto a quella dei colleghi che hanno viaggiato solo nell’orbita bassa. In prospettiva di un ritorno sulla Luna tra il 2020 e il 2030 e in preparazione di missione umana su Marte, studiare le condizioni di salute degli astronauti è fondamentale per rendere più sicuri i viaggi verso il Pianeta rosso.

Anche il nostro Paese da anni è impegnato nella ricerca biomedica finalizzata alla tutela del benessere degli astro-esploratori in orbita bassa. In particolare, la missione Futura condotta da Samantha Cristoforetti ha avuto l’obiettivo di monitorare il deterioramento dei tessuti ossei e muscolari della crew residente e di acquisire dati utili alla predisposizione di meccanismi di salvaguardia dallo stress spaziale: la nostra astronauta è stata impegnata nel corso del suo soggiorno in microgravità nello svolgimento di attività inerenti l’analisi dei meccanismi di metabolismo osseo, espressione genetica e circolazione cerebrale. Conoscere come lo spazio può causare cambiamenti drastici nel funzionamento degli organi e degli apparati del corpo umano aiuterà gli scienziati a sviluppare misure di volta in volta più efficaci per contrastare l’insorgenza di patologie, nello spazio e sulla Terra.

Il Nobel Doherty alla Montalcini Lecture

Il Nobel Doherty alla Montalcini Lecture

IMG_1282L’umanità deve prestare attenzione alla velocità con cui virus e agenti patogeni possono propagarsi da un continente all’altro, ma il rischio di pandemie devastanti come quelle che si sono manifestate dal secolo XIV a quello scorso è assai improbabile perché la scienza affina incessantemente i metodi per riconoscere e prevenire le forme potenzialmente letali. Così l’immunologo australiano Peter Charles Doherty, Premio Nobel per la Medicina 1996 per aver scoperto come il sistema immunitario riconosce le cellule infettate dai virus, il quale ha tenuto a BergamoScienza 2015 la “Rita Levi Montalcini Memorial Lecture” sottolineando la necessità di dedicare la ricerca allo sviluppo di vaccini nuovi e sempre più efficaci per contrastare le patologie virali.

Nel corso del XX secolo la popolazione mondiale è aumentata di quattro volte e in più viaggia rapidamente da un punto all’altro del pianeta, trasportando inevitabilmente agenti virali. Le figure dell’infettivologo e dell’epimediologo sono in prima linea e occorre un’allerta costante per evitare il proliferare e il propagarsi di nuovi tipi di infezioni. I virus più aggressivi e contagiosi sono quelli che si diffondono per via respiratoria. Indossare le mascherine, pratica ricorrente nei Paesi d’oriente, serve a evitare che l’individuo affetto diffonda la patologia. La pandemia di SARS, che ebbe il suo focolaio in Cina tra il 2002 e il 2003, ha provocato un numero esiguo di vittime (basti pensare che ogni anno negli USA 35mila persona muoiono di influenza) ma è costata 50 miliardi di dollari, perché la gente ha smesso di viaggiare.

Ci siamo resi conto che i pipistrelli della frutta trasportano tanti virus pericolosi: non solo la rabbia ma anche l’Ebola. Oggi potremmo scoprire un virus sconosciuto in poche settimane anziché in mesi come nel caso della SARS. Certo – osserva Doherty – se si fosse manifestata nell’era prescienza sarebbe diventata virulenta come la peste. Anche MERS, virus correlato della SARS arriva ancora dai pipistrelli della frutta, portatori di coronavirus, henipavirus, filovirus.

Il nostro sistema immunitario si basa su una capacità di difesa innata e sul sistema adattivo emerso nei vertebrati 400 milioni di anni fa. Sviluppiamo anticorpi e una memoria immunitaria di lungo termine e tutte le azioni immunitarie funzionano con le interazioni tra proteine. Abbiamo bisogno di sviluppare nuovi vaccini (per fermare il virus HIV di cui sono affette 35 milioni di persone disponiamo solo di un farmaco), ma dobbiamo fare attenzione alle patologie autoimmuni. Abbiamo cancellato il pericolo del vaiolo, siamo sul punto di eradicare la polio grazie alla grande azione planetaria del Rotary International, eppure ci ritroviamo a combattere contro ingiustificati pregiudizi che minano il piano di vaccinazione contro le malattie esantematiche facendo rischiare il ritorno del morbillo.

 

Nuovo successo della missione Futura

Nuovo successo della missione Futura

drain-brainCon l’ultima delle tre sessioni previste dal programma sperimentale, si è conclusa con successo la raccolta dei dati in orbita di Drain Brain, uno degli esperimenti obiettivi scientifici più impegnativi della missione FUTURA dell’Agenzia Spaziale Italiana. Samantha Cristoforetti, astronauta dell’Agenzia Spaziale Europea e capitano pilota dell’Aeronautica Militare, ha indossato i sensori pletismografici che hanno misurato il flusso del sangue verso il cuore ed eseguito gli esercizi muscolari e di respirazione previsti dal protocollo scientifico. Successivamente AstroSamantha ha eseguito una ecografia vascolare su se stessa, con la guida remota del Principal Investigator dell’esperimento, il Prof. Paolo Zamboni dell’Università di Ferrara, tele-collegato con la Stazione dal centro di controllo ASI presso Kayser Italia.

I dati raccolti seguono l’analoga sessione di raccolta combinata di dati pletismografici ed ecodoppler effettuata il 23 febbraio e le sessioni di ecodoppler del 28 novembre e pletismografica del 19 gennaio. Le prime due sessioni erano state effettuate separatamente a causa del ritardato arrivo a bordo dello strumento realizzato dell’Università di Ferrara. Il primo dei modelli costruiti per l’utilizzo a bordo era andato distrutto nell’incidente del veicolo Orbital 3 di ottobre 2014. Prontamente rimpiazzato da un secondo modello, lo strumento utilizzato per l’esperimento è arrivato a bordo della ISS a gennaio 2015 con il veicolo SpX-5.

KayserIl Prof. Zamboni ha espresso grande soddisfazione al termine della sessione odierna: “Il complesso di questi esperimenti permette di fotografare con strumentazioni innovative progettate in Italia, la funzione circolatoria di cuore e cervello, fornendo dati fino ad ora mai registrati sugli astronauti in orbita. Fino ad oggi le informazioni ricevute dai nuovi strumenti si potevano ottenere solo con metodiche invasive o esponendo i soggetti a radiazioni. Questa sperimentazione ha delle potenziali ricadute diagnostiche nel settore della telemedicina poiché dimostra che strumentazioni non invasive sono in grado, senza controllo medico in loco, di inviare informazioni molto preziose ad un centro medico qualificato che si trova a distanza”.

“Va sottolineata la complessità dell’esperimento Drain Brain che ha richiesto un elevatissimo livello di coordinamento tra il team scientifico, quello di supporto ingegneristico, e i team di supporto degli strumenti di bordo utilizzati per l’esperimento”, prosegue Salvatore Pignataro di ASI, Direttore della Missione Futura e Responsabile del Programma Drain Brain. Il protocollo scientifico prevedeva l’utilizzo simultaneo della strumentazione sviluppata dall’Università di Ferrara e di tre altri strumenti diagnostici presenti a bordo, un elettrocardiografo, un ecografo e lo spirometro. Durante le operazioni a dare supporto a Samantha erano collegati i centri responsabili degli strumenti, dislocati in Danimarca e negli Stati Uniti, tutti sincronizzati sulle istruzioni del centro di controllo ASI della Missione Futura. Presso l’USOC (User Support and Operation Control) di Livorno, hanno coordinato le attività e risposto alle chiamate del controllo delle operazioni del Marshall Space Flight Service gli operatori di Kayser Italia.

Lo studio del sonno in microgravità

Lo studio del sonno in microgravità

SamanthaL’esperimento Wearable Monitoring ha l’obiettivo di approfondire la conoscenza dei meccanismi fisiologici del sonno in microgravità e fa parte del programma di attività scientifiche e sperimentali della missione FUTURA, seconda di lunga durata organizzata e finanziata dall’Agenzia Spaziale Italiana a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. Nella seconda e terza settimana di gennaio 2015, Samantha Cristoforetti, astronauta italiana dell’Agenzia Spaziale Europea e capitano pilota dell’Aeronautica Militare, ha svolto con successo le prime tre registrazioni notturne previste dal progetto nell’ambito dell’attività scientifica e sperimentale della missione FUTURA.

Wearable Monitoring, proposto dalla Fondazione Don Gnocchi e svolto in collaborazione con l’Istituto Auxologico Italiano, è uno dei nove progetti selezionati e sviluppati dall’Agenzia Spaziale Italiana per la missione FUTURA. L’accurata esecuzione del protocollo sperimentale da parte dell’astronauta e l’attento coordinamento delle attività da parte di ASI e della NASA sono state determinanti per l’alta qualità dei dati raccolti.

La conoscenza dei meccanismi fisiologici del sonno in microgravità è un tema importante: durante le missioni spaziali la qualità del sonno è normalmente ridotta e questo può portare a una diminuzione dell’attenzione e della vigilanza durante le attività in veglia degli astronauti. I fattori responsabili di questo fenomeno sono in gran parte ancora da studiare. Il progetto si propone in particolare di chiarire l’andamento nel sonno dell’attività elettrica e meccanica del cuore, dei livelli di attivazione del sistema nervoso autonomo, della respirazione e della temperatura.

I dati vengono rilevati e raccolti attraverso un sistema indossabile, denominato MagIC-Space, sviluppato nel Laboratorio dei Sensori Indossabili e Telemedicina di Milano della Fondazione Don Gnocchi. Il team di sviluppo è costituito dagli ingegneri Francesco Rizzo, Paolo Meriggi e Prospero Lombardi, sotto la guida dell’ingegner Marco Di Rienzo (PI del progetto).

MagIC-Space è composto da una maglietta contenente sensori tessili per la rilevazione dell’elettrocardiogramma e del respiro, un’unità di monitoraggio per la raccolta dei dati e la misura delle vibrazioni cardiache (da cui vengono estratti gli indici di meccanica cardiaca), un termometro per la misura della temperatura cutanea e un pacco batterie per l’alimentazione del dispositivo. Il sistema è stato progettato in modo da integrare gran parte dei sensori e dei fili all’interno della maglietta. Questo accorgimento ha permesso di semplificare il setup iniziale del dispositivo e ridurre il tempo-astronauta necessario per la preparazione dell’esperimento.

Il dispositivo MagIC-Space è giunto sulla Stazione Spaziale Internazionale il 12 gennaio 2015, con la capsula SpaceX Dragon CRS-5, e il piano delle attività a bordo prevede sei registrazioni notturne nell’arco dei sei mesi di permanenza di Samantha Cristoforetti nello spazio.

In ciascuna sessione sperimentale l’astronauta indossa la maglietta sensorizzata per tutta la notte e al risveglio trasferisce i dati sul computer di bordo per la successiva trasmissione a terra. Le registrazioni vengono poi analizzate alla Fondazione Don Gnocchi dagli ingegneri Emanuele Vaini, Prospero Lombardi e Paolo Castiglioni. La raccolta dei dati a terra e l’interpretazione biologica dei risultati sono svolte in collaborazione con il team di cardiologi dell’Istituto Auxologico Italiano – dottoresse Carolina Lombardi, Giovanna Branzi e Valeria Rella – sotto il coordinamento del professor Gianfranco Parati, docente di Medicina Cardiovascolare dell’Università di Milano Bicocca.

Oltre che in situazione di microgravità, i risultati dell’esperimento potranno avere importanti ricadute anche a terra. Nel mondo occidentale una persona su quattro soffre di disturbi del sonno, che spesso richiedono monitoraggi complessi. Il dispositivo sviluppato per questo progetto è caratterizzato da un’estrema facilità d’uso e potrebbe essere agevolmente utilizzato per la diagnosi remota dei disturbi del sonno presso il domicilio del paziente, nell’ambito di servizi di telemedicina.