La Fondazione Nerina e Mario Mattioli Onlus dal 1995 contribuisce a sviluppare e catalizzare una collaborazione inter-disciplinare per favorire il rapido trasferimento di conoscenze tra laboratorio e clinica, con la finalità ultima di ottenere benefici per tutte le pazienti affette da tumori dell’apparato genitale femminile. Nell’ambito di questa collaborazione, la Fondazione ha finanziato viaggi e partecipazioni a congressi e workshop di giovani ricercatori e ricercatrici. È quanto successo lo scorso luglio alla Dott.ssa Mannarino, ingegnere biomedico, che ha partecipato alla Lipari School.
Di seguito un resoconto della sua esperienza.
“La Lipari School, meglio nota come J.T. Schwartz International School for Scientific Research, è una scuola di bioinformatica fondata dal professor Alfredo Ferro (Dipartimento di Matematica e Informatica, Università di Catania) che ha deciso di intitolarla al suo mentore Jacob Theodore Schwartz, che fu professore presso la New York University Courant Institute of Mathematical Science.
Ogni anno nel periodo estivo la Lipari School organizza dei corsi di approfondimento su tematiche specifiche inerenti al campo della bioinformatica e dell’informatica. I corsi sono tenuti da scienziati di fama mondiale con uno specifico expertise. La scuola attrae studenti da tutto il mondo, in modo particolare coloro che sono inseriti in un corso di dottorato o PhD.
Il corso al quale ho partecipato in qualità di Post-Doc in bioinformatica aveva il seguente oggetto: Computational Single-Cell Analysis with application in Biology and Medicine. Il corso infatti verteva su una particolare applicazione della bioinformatica che si chiama analisi computazionale a singola cellula (Single-Cell). Questo genere di analisi si è particolarmente diffusa negli ultimi anni grazie all’introduzione nel campo della ricerca scientifica di una particolare tecnologia che riguarda il sequenziamento a singola cellula. Rispetto alle più comuni modalità di sequenziamento che permettono di leggere il DNA o l’RNA a partire da un tessuto intero, questo nuovo approccio permette di approfondire ulteriormente la modalità di lettura riuscendo a leggere il codice genetico a livello di ogni singola cellula che compone un tessuto. Questo permette di studiare in modo più preciso i meccanismi che avvengono nelle cellule in particolari condizioni, per esempio in patologie come i tumori, e oltretutto di studiare come le cellule comunicano tra di loro.
Presso il Laboratorio di Farmacologia Antitumorale del Professor D’Incalci, stiamo studiando il cancro dell’ovaio con lo scopo di individuare dei marcatori molecolari di rilevanza traslazionale, ovvero correlati alla prognosi e che quindi possano essere di rilevanza per lo sviluppo di nuove terapie. In questo senso, un anno fa abbiamo pubblicato un lavoro sullo stadio I del tumore dell’ovaio (Pesenti et al., Clinical Cancer Research, 2022) con il quale abbiamo mostrato come il tumore dell’ovaio di stadio I possa essere classificato a livello molecolare sulla base dell’architettura genomica del suo DNA. Infatti, tumori che hanno un’architettura molto simile a un tessuto normale, sono definiti stabili; tumori con architetture complesse e molto variabili, sono invece stati definiti instabili o altamente instabili. Abbiamo mostrato come questa classificazione sia legata alla prognosi (tumori altamente instabili sono anche quelli con la prognosi peggiore). L’evoluzione di questo lavoro ha come obiettivo quello di chiarire il ruolo del sistema immunitario nel definire o influenzare i tre istotipi molecolari precedentemente descritti. Per fare questo, serve un grado di approfondimento notevole nello studio dei meccanismi cellulari e soprattutto nei sistemi di comunicazione cellula-cellula. Perciò il nostro approccio riguarda lo studio del tumore dell’ovaio di stadio I a livello di singola cellula. Finora abbiamo ottenuto campioni da cinque pazienti a cui è stato diagnosticato un tumore dell’ovaio di stadio I e abbiamo definito il loro assetto genomico, cioè stabile, instabile o altamente instabile. Il passo successivo è quello di studiare il microambiente tumorale, ovvero i componenti che circondano il tumore e la loro caratterizzazione dal punto di vista immunitario attraverso questo approccio di Single-Cell.
La mia partecipazione al corso di Single-Cell della Lipari School si colloca proprio in questo contesto e ha avuto lo scopo di conoscere le tipologie di analisi di Single-Cell e la loro applicazione per gli obiettivi del nostro lavoro. Le lezioni più interessanti da questo punto di vista sono state sicuramente quelle di Dana Pe’er (Memorial Sloan Kettering Cancer Center), che ha tenuto una lezione dal titolo “Trajectories and development in cancer” e le lezioni di Elham Azizi (Columbia University), che ha presentato gli approcci statistici/matematici per studiare la dinamica delle singole cellule con una lezione intitolata “Probabilistic modeling of cell state dynamics in the tumor microenvironment”. Oltre alle lezioni in sé, si sono rivelati molto utili e costruttivi gli scambi avuti con i professori al di fuori delle lezioni, durante le pause e i momenti conviviali. È stato utile confrontarsi per sapere come stabilire un buon disegno sperimentale a seconda della domanda biologica a cui si vuole rispondere. Con la Prof Azizi è stato molto utile parlare di quanto sia ancora complicato valutare i profili di copy number a partire dal dato di trascrittomica a singola cellula e quali siano le strategie per evitare il più possibile eventuali errori.
Di ulteriore interesse, sebbene non specifico all’analisi bioinformatica, sono state le lecture tenute dai professori:
– Napoleone Ferrara (University of California), colui che ha identificato il fattore di crescita vascolare endoteliale (VEGF);
– Alberto Mantovani (Humanitas University) che ha parlato del sistema immunitario e di come le sue componenti siano determinanti nell’evoluzione del cancro, ma anche della risposta alle terapie;
– Carlo Maria Croce (Ohio State University) che ha ripercorso la storia della scoperta dei microRNA (miRNA) e ha mostrato come l’assunzione di zinco influisca sul cancro dell’esofago;
– Costantino Pitzalis (Queens Mary University, London) che ha mostrato gli ultimi dati ottenuti dai suoi studi sull’artrite reumatoide.
Credo che questo corso sia stato estremamente utile per la mia crescita professionale, ma anche dal lato umano, in quanto mi ha dato la possibilità di interagire con colleghi provenienti da diverse parti del mondo, confrontami con loro e dare inizio a nuove amicizie.”
Laura Mannarino
Cancer Pharmacology Lab
Humanitas University Campus, Pieve Emanuele (MI)