Signal Transduction: intervista al Prof. Paolo Pinton

Paolo Pinton è professore ordinario di Patologia Generale all’Università di Ferrara e dirige il Signal Transduction Lab sempre a Ferrara. Ha una vasta esperienza di ricerca nel campo della trasduzione del segnale in cellule viventi e ha all’attivo diverse collaborazioni a livello mondiale. E’ tra i maggiori esperti mondiali nello studio dell’omeostasi del calcio e del ruolo dei mitocondri in contesti fisiopatologici.

Lo abbiamo intervistato in occasione del Congresso Nazionale SIMSI, durante il quale ha tenuto un intervento dal titolo ”Mitocondri come centrale energetica e decoder intracellulari”

Prof. Pinton, di cosa si occupa il suo laboratorio?

Il mio laboratorio si occupa di trasduzione del segnale, ossia di come le cellule recepiscono i messaggi e come comunicano tra di loro. In particolare studiamo l’omeostasi dello ione calcio che è un secondo messaggero presente in tutte le nostre cellule e le sue variazioni di concentrazione determinano effetti biologici molto diversi, dalla contrazione muscolare alla secrezione di ormone tanto per citarne alcuni.
Ad esempio le nostre cellule muoiono quando cambia la firma del segnale calcio, ossia quando cambia la sua durata e/o la sua intensità.
Questo è il meccanismo che le nostre cellule danneggiate utilizzano per morire. Ad esempio le cellule tumorali vengono eliminate attraverso un processo di morte chiamato apoptosi, questo particolare processo è regolato dallo ione calcio. Quando questo non funziona, e quindi ci sono difetti nel segnale calcio, possiamo sviluppare delle patologie, come appunto i tumori. Abbiamo un tumore quando la cellula impazzisce e non è più in grado di essere eliminata attraverso questo processo di apoptosi.
Riuscire quindi a misurare il segnale calcio ci ha permesso di capire come funziona questo tipo di segnalazione in condizioni normali, come viene alterato nelle condizioni patologiche e di come i trattamenti farmacologici di successo riescano a ripristinare il corretto segnale calcio e quindi il processo biologico/fisiologico voluto.

Che cosa avete scoperto nel vostro laboratorio?
Quello che abbiamo scoperto è che un attore principale nella segnalazione del calcio sono i mitocondri, la centrale energetica delle nostre cellule.
Questo è stato possibile perché nel mio laboratorio abbiamo messo a punto le tecniche per misurare la concentrazione del segnale calcio, in cellule vive ed in modo specifico nei diversi compartimenti presenti tra cui i mitocondri. Abbiamo dimostrato ad esempio che ci sono certi segnali calcio che sono indispensabili per far produrre energia ai mitocondri, che è la loro funzione principale, che tutti conosciamo ma ci sono anche segnalazioni calcio all’interno dei mitocondri che portano alla morte delle cellule.
Altro aspetto che stiamo studiando in laboratorio sono i siti di contatto fra i mitocondri e il reticolo endoplasmatico avviene l’attivazione di un particolare complesso coinvolto nell’infiammazione che si chiama inflammasoma, questo particolare complesso infiammatorio (NLRP3) produce l’interluchina 1beta.
La cosa interessante che abbiamo scoperto è che a seconda dei livelli di infiammazione questo può avere un effetto negativo e positivo, ossia, una buona normale e regolare attivazione di questo inflammosoma, fa si che si abbia una buona risoluzione infiammatoria e di conseguenza anche una corretta guarigione delle ferite.
Se però questo inflammosoma è iperattivo e si iper-attiva anche a livello dei mitocondri, l’infiammazione viene definita esasperata, e porta a condizioni patologiche.

Ci può spiegare cosa è l’infiammazione?

Molti pensano all’infiammazione come un processo sbagliato, ad un processo patologico. Ma l’infiammazione è un processo fisiologico, indispensabile e voluto dall’organismo.
Il problema è che l’infiammazione non è un processo perfetto, a volte esagera ed è proprio la che si interviene con i farmaci antinfiammatori. Non è possibile una vita senza infiammazione, perchè l’infiammazione ha lo scopo di isolare e combattere l’agente patogeno, la causa del danno all’organismo. É fondamentale non solo per la distruzione dei batteri, ma anche per la riparazione delle ferite, che è l’ultima fase del processo infiammatorio.
Per capire come alle volte il processo sia deregolato basta pensare che le risposte allergiche sono dovute ad una ipersensibilità infiammatoria.

Cosa state studiando in questo momento?
Quello che stiamo studiando proprio adesso è come tutte le condizioni che portano ad un iper infiammazione, favoriscano il tumore rendendo meno efficaci i trattamenti chemioterapici alterando la risposta del tumore ad esempio alla radioterapia.
La cosa sorprendente che stiamo vedendo – ma sono ancora risultati preliminari che devono essere confermati – è che con la terapia iperbarica riusciamo a controllare questa infiammazione cattiva e a riportarla ai valori di una infiammazione positiva, rendendo più efficaci i trattamenti chemioterapici.

Lei ha all’attivo diverse collaborazioni a livello mondiale, quali sono e con che tipologia di Centri ha collaborato?
Da sempre ho pensato fosse importante collaborare con importanti centri di ricerca e quindi ho all’attivo una rete di collaborazioni importanti nel mondo, sia a livello europeo (Polonia Francia Inghilterra) e tantissime con gli stati uniti, infatti ho diversi ragazzi che si sono formati nel mio laboratorio e ora lavorano stabilmente negli Stati Uniti.
Le collaborazioni sono con Centri di ricerca sul cancro della NYU University di New York, Harvard, Boston, Philadelphia e Honolulu.
Anche grazie a queste importanti collaborazioni, lo scorso anno sono riuscito a pubblicare due articoli nello stesso numero della prestigiosissima rivista Nature come autore corrispondente, un evento più unico che raro.