Q-META (Quantum-enhanced multidimensional platform for the functional study of cancer cells metabolism) è un’iniziativa di ricerca che ha recentemente ottenuto un finanziamento di oltre un milione di euro dal Fondo Italiano per la Scienza nel settore delle Life Science.
Il percorso che ha portato a questo risultato nasce dalla sinergia tra competenze diverse: dalle basi accademiche in Fisica presso l’Università Cattolica di Brescia all'applicazione clinica durante il dottorato al Policlinico Gemelli di Roma.
La sfida: il glioblastoma e i limiti della ricerca attuale
Scopriamo nel dettaglio l'ambizioso progetto di Giada Bianchetti, la quale ha iniziato il suo percorso presso la sede di Brescia dell'Università Cattolica, all'interno della Facoltà di Scienze matematiche, fisiche e naturali; qui le basi solide della Fisica hanno fornito gli strumenti analitici necessari per affrontare, in una fase successiva, la complessità biologica.
Un approccio interdisciplinare che si è poi consolidato a Roma, durante il dottorato di ricerca svolto presso il Policlinico Gemelli, dove la teoria fisica ha incontrato l'applicazione clinica e biomedica.
La validità di questa visione trasversale ha trovato una conferma concreta nel settore delle Life Science: la capacità di creare sinergie tra ambiti eterogenei è stata, infatti, premiata con un finanziamento del Fondo Italiano per la Scienza (FIS), per un valore superiore a un milione di euro.
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Il bersaglio del progetto è il glioblastoma multiforme, un tumore cerebrale noto per la sua estrema eterogeneità e per un microambiente cellulare così intricato da rendere i trattamenti attuali spesso inefficaci.
La ricerca si scontra oggi con due ostacoli principali:
- modelli biologici limitati: le colture in 2D (su piastra) non riescono a replicare le interazioni reali tra cellule e matrice extra-cellulare;
- tecnologie di imaging invasive: i metodi tradizionali spesso richiedono un'intensità luminosa tale da causare fototossicità, danneggiando le cellule che si vorrebbero osservare e impedendo un monitoraggio prolungato in tempo reale.
L'innovazione di Q-META: luce quantistica e biostampa 3D
La strategia proposta per superare queste barriere si sviluppa su due fronti complementari, integrando tecnologie fisiche d'avanguardia con l'ingegneria tissutale.
Imaging a potenziamento quantistico
Il progetto punta a evolvere tecniche già note, come la FLIM (microscopia a tempo di vita della fluorescenza) e la spettroscopia Raman stimolata, attraverso l'impiego della luce quantistica.
Questa integrazione permette di:
- aumentare la sensibilità delle analisi biochimiche senza l'uso di marcatori esterni (label-free);
- ridurre drasticamente la fototossicità, consentendo l'osservazione in vivo dei cambiamenti metabolici cellulari con una precisione senza precedenti.
Modelli 3D e meccanotrasduzione
Parallelamente, Q-META prevede lo sviluppo di un modello di glioblastoma tramite biostampa 3D.
Non si tratta di una semplice replica strutturale: il modello includerà componenti del sistema immunitario e della matrice extracellulare per studiare la meccanotrasduzione.
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Un processo, quello relativo al modo in cui le cellule convertono stimoli fisici come pressione e rigidità del tessuto in segnali biochimici, che è considerato cruciale per comprendere la progressione del tumore.
Un orizzonte di cinque anni
L'intero piano di ricerca avrà una durata quinquennale e sarà ospitato dall'Università Cattolica, con un fulcro operativo presso il centro di ricerca I-LAMP diretto dal professor Claudio Giannetti.
Qui l'esperienza consolidata nelle tecnologie quantistiche diventerà lo strumento per decifrare i segreti del metabolismo tumorale, cercando di colmare quel divario che ancora separa i modelli di laboratorio dalla realtà fisiologica dei pazienti.
Fonti:
Università Cattolica del Sacro Cuore - Q-META: Quantum-Enhanced Multidimensional Platform for Glioblastoma Metabolism
