Ricercatori Unimore in un consorzio europeo che punta a curare l’epilessia e altri disturbi neurologici. Si chiama HERMES”Hybrid Enhanced Regenerative Medicine Systems” ed è coordinato dall’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova. L’unità di ricerca modenese, guidata dalla prof.ssa Giulia Curia, avrà il compito di fornire i segnali elettroencefalografici che andranno ad “istruire” costrutti bioibridi per il ripristino anatomico e funzionale dei circuiti cerebrali compromessi nell’epilessia.

Lo studio e il trattamento dei disturbi del cervello rappresentano una sfida per la scienza contemporanea, che richiede un approccio sempre più interdisciplinare, sia per comprendere il funzionamento delle cellule cerebrali, i neuroni, sia per individuare metodi efficaci per il ripristino delle aree cerebrali danneggiate a causa di malattie neurodegenerative, traumi, ictus, o epilessia. Il progetto europeo HERMES si pone l’obiettivo di studiare nei prossimi 5 anni 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.

Il progetto HERMES, coordinato dall’IIT-Istituto Italiano di Tecnologia, ha ricevuto un finanziamento di oltre 8 milioni di euro dalla Commissione Europea nell’ambito dei progetti tecnologicamente più ambiziosi, i FET-Future and Emerging Technologies. Il consorzio comprende 12 partner in tutta Europa, tra cui oltre a IIT e a Unimore, anche 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), Radbound Universiteit (Paesi Bassi), Den Institute (Belgio).

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.

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 nella zona danneggiata del cervello epilettico. 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.

Gli istituti italiani contribuiranno al progetto in modo sinergico: IIT con l’ingegneria tissutale e l’analisi dei segnali elettrici generati dai neuroni; 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; 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 particolare, l’unità modenese, che sarà guidata dalla prof.ssa Giulia Curia del Dipartimento di Scienze Biomediche, Metaboliche e Neuroscienze di Unimore, e che è stata coinvolta nel progetto grazie all’affermazione a livello internazionale nel campo dell’epilessia con studi preclinici e competenze specifiche di elettrofisiologia, avrà il fondamentale compito di fornire i segnali elettroencefalografici che andranno ad “istruire” l’intelligenza artificiale utile per allenare la neuroprotesi a integrare correttamente il tessuto ricreato in laboratorio col tessuto ospite con lo scopo ultimo di ripristinare il normale funzionamento dei circuiti cerebrali compromessi nell’epilessia.

La prof. Giulia Curia, responsabile dell’unità Unimore, ha dichiarato di essere molto soddisfatta di questo risultato che premia gli sforzi e la tenacia di un consorzio giovane e dinamico. “Ci aspetteranno 5 anni di sfide ma siamo pronti ad accettarle. I risultati di HERMES apriranno nuove prospettive terapeutiche non solo per il controllo delle crisi epilettiche ma per la rigenerazione dell’area cerebrale danneggiata e il recupero della sua normale funzione, ribaltando l’attuale approccio biomedico dal trattamento sintomatico alla vera cura della patologia; proprio questo aspetto rappresenta l’innovazione rispetto a precedenti studi sull’epilessia”.

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

Giulia Curia

Giulia Curia, nata a Rho (Milano) nel 1975, si è laureata in Scienze Biologiche con indirizzo Fisio-Farmaco-Patologico nel 1999 e ha conseguito il Dottorato di Ricerca in Fisiologia Generale nel 2004 presso l’Università degli Studi di Milano. Ha trascorso vari periodi all’estero – 4 anni alla McGill University (Montreal, Canada) e 1 anno e mezzo alla University of Washington (Seattle, USA) – dove ottiene diversi riconoscimenti e finanziamenti. Nel 2010 vince il bando “Rientro dei Cervelli” che la porta a trasferirsi a Modena, e nel 2014 diventa Professore Associato per chiamata diretta presso Unimore.

È autore di 1 capitolo di libro e 28 articoli pubblicati su riviste scientifiche internazionali che utilizzano il sistema di revisione tra pari e indicizzati nei maggiori database internazionali.