Hydra vulgaris: un meraviglioso organismo modello e non solo!

L’Hydra vulgaris è un piccolo polipo di acqua dolce, possiamo considerarlo “cugino” della ben conosciuta medusa. È considerato un eccezionale organismo modello, a stento visibile ad occhio nudo, grazie alle sue uniche e magiche “proprietà”. Partendo dal presupposto che l’evoluzione ha conservato i meccanismi molecolari, genetici e biochimici di base, studiarne le dinamiche con i cosiddetti organismi modello, permette alla scienza di andare avanti, comprendendo tali pathway e scoprendone dei nuovi.

Questo piccolo polipo di acqua dolce offre notevoli vantaggi rispetto ad altri organismi modello, sia per studi in vivo che in vitro. In particolare è adatto per i biologi che studiano i processi di sviluppo e rigenerazione, così pure per i chimici e i tossicologi per cercare nuovi modelli per testare l’impatto delle nanoparticelle sulla salute umana e sull’ambiente. Inoltre, grazie alla semplicità del suo sistema nervoso, rappresenta un sistema modello ideale per lo studio della trasmissione di segnale. Ha un basso costo di allevamento e in condizioni controllate si riproduce asessualmente, ha una semplice struttura anatomica, è trasparente e quindi permette la localizzazione di sonde fluorescenti a livello di animale intero e gli studi di migrazione cellulare in condizioni fisiologiche. Ammirarlo al microscopio è meraviglioso, coinvolgente ed appassionante. Con sottofondo di musica, si ha l’impressione che danzi, dunque un piacere studiarlo!

Una delle sfide della medicina di precisione è quella di scoprire i gap molecolari ancora esistenti per poter prevenire patologie anche gravi. Ebbene l’Hydra vulgaris vanta non solo di essere un prezioso e meraviglioso candidato per tale sfida. Difatti, visto la sua straordinaria longevità, immortalità, diventa spunto interessante per i ricercatori che studiano tali meccanismi. Vanta, altresì, di essere una fonte preziosa di cellule staminali e la sua capacità rigenerativa (sezionandola è capace di rigenerare dalle rispettive parti un nuovo organismo) affascina da anni ricercatori in diversi settori. Inoltre, essendo molto sensibile agli agenti tossici è anche utilizzato come indicatore biologico per valutare il grado di inquinamento delle acque e da diversi anni studiato presso il Nanobiomolecular group del CNR di Pozzuoli per testare l’impatto di diverse nanoparticelle di nuova generazione.

Tali studi sono fondamentali visto l’invasione nella nostra vita quotidiana dei cosiddetti nanomateriali dovuti all’evoluzione delle nanotecnologie e nanomedicina. Ricordiamo però che tale evoluzione è fondamentale, oggigiorno che siamo e miriamo alla predetta medicina personalizzata. La precisione ottenuta attraverso l’utilizzo di strumenti nanotecnologici è incomparabile rispetto ad altre tecnologie. Inoltre, visto le ultimissime grandi rivelazioni nel campo, come ad esempio il sistema CRISPR-Cas9, la chiave per poter programmare e riprogrammare i nostri geni, il sistema CAR-T – immunoterapia con linfociti riprogrammati, cha ha dato i primi riscontri positivi anche al Bambino Gesù di Roma, mentre, come al solto negli USA ci sono già dati di efficacia a lungo termine su circa 75 pazienti e trial clinici approvati con tale terapia come anche in Cina.

Dunque, contribuire a trovare i tasselli mancanti per migliorare ed arrivare a tale precisione, anche con organismi modello, come l’Hydra vulgaris, sono tasselli fondamentali da perseverare per mirare a tale sfida. Tali studi, sono necessari e indispensabili affinché nuovi e precisi nanodispositivi possano entrare in tempi rapidi a far parte ed ampliare la nanomedicina che regna e regnerà anche il nostro futuro e per testare le basi molecolari delle interazioni bio-non bio e quindi, ad esempio, il potenziale impatto tossico delle nanoparticelle sulla salute umana e sull’ambiente.

In questo modo, speriamo, che in futuro patologie “incurabili”, come ad esempio le malattie genetiche rare, potrebbero essere solo un ricordo lontano. Ricordiamoci però che il meccanismo CRISPR-Cas9, CAR-T e / o altre simili tecniche sofisticate e di precisione devono essere usate con prudenza ed intelligenza. Abbiamo una grande opportunità, in possesso di “mani sbagliate” potrebbe essere devastante.

Amerei concludere, ricordando che per scoprire ed approfondire i segreti ancora sconosciuti di simili meccanismi, dunque per mirare ad una vera a propria prevenzione, diagnosi, cura, terapia personalizzata, accurata e precisa, abbiamo bisogno degli avanzamenti e degli sforzi dei ricercatori. Tali sono enormi, fondamentali e, spesso, sottostimati. Probabilmente urge l’esigenza di “stimarli” e valorizzarli giusto un pochino in più in Italia e nel mondo!

 

Riferimenti bibliografici

[1] http://www.tortiglione.com/nanobiomoleculargroup/Sito/NanoBiomolecular_group.html

[2] http://www.ospedalebambinogesu.it/terapia-genica-cellule-riprogrammate-contro-il-tumore#.WpqzfejOXIU

[3] Drost et al (2017) “Use of CRISPR-modified human stem cell organoids to study the origin of mutational signatures in cancer”. Science 358:234.

[4] Hong Ma et al. Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos. Nature volume 548, pages 413–419 (24 August 2017)

[5] Sara Reardon First CRISPR clinical trial gets green light from US panel. Nature, 22 June 2016

[6] David Cyranoski. Chinese scientists to pioneer first human CRISPR trial. Nature, 21 July 2016

[7] Tino, A., Ambrosone, A., Marchesano, V., and Tortiglione, C. (2014) Molecular bases of nanotoxicology, Wiley-VCH, Weinheim, Germany.

[8] Tortiglione. The heritable effects of nanotoxicity. Nanomedicine 2014, VOL. 9, NO. 18

[9] Ambrosone A., Mattera L., et al. Mechanisms underlying toxicity induced by CdTe quantum dots determined in an invertebrate model organism. Biomaterials 2012 ; 33(7):1991-2000.

[10] Tortiglione C (2011). An Ancient Model Organism to Test In Vivo Novel Functional Nanocrystals. Chapter 10, pp. 225-252 . In “Biomedical Engineering – From Theory to Applications”, Reza Fazel-Rezai Ed., ISBN: 978-953-307-637-9, Aug 2011 InTech Publisher

 

 

 

 

 

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