Pioniere della diagnostica ad alta risoluzione

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Gregor Weiss studia i processi tra le cellule utilizzando la tomografia crioelet

Gregor Weiss studia i processi tra le cellule utilizzando la tomografia crioelettronica.

Gregor Weiss ha utilizzato una microscopia all’avanguardia per mostrare come l’organismo evita le infezioni della vescica. Ora vuole rendere il metodo della ricerca di base utilizzabile per l’analisi di campioni di pazienti - e per questo riceve il Premio Lopez Loreta.

Gregor Weiss studia l’interazione tra batteri e cellule umane. Tali interazioni sono rilevanti, ad esempio, nelle infezioni del tratto urinario. Quando i batteri intestinali penetrano nel tratto urinario dall’esterno, si attaccano alle cellule dell’uretra, dell’uretere o della vescica con i loro prolungamenti filamentosi, i pili, scatenando così infiammazioni dolorose.

Weiss è un biologo strutturale. Si interessa ai componenti e ai meccanismi molecolari che conferiscono alle cellule le loro capacità specifiche. Ottiene approfondimenti con un metodo di microscopia ad alta risoluzione che lo affascina oltremisura: la crio-tomografia elettronica (cryo-ET). In questo caso, i campioni non vengono alterati chimicamente, ma congelati rapidamente nel loro stato naturale. "Questo ci permette di visualizzare strutture cellulari intatte con un dettaglio senza precedenti", spiega entusiasta.

Costruttore di ponti tra biologia e clinica

Nella sua tesi di dottorato, Weiss ha studiato la proteina endogena uromodulina, una proteina comune nelle urine che era nota solo per proteggere il tratto urinario dalle infezioni. Per ottenere regolarmente campioni di urina fresca dai pazienti, ha avviato una collaborazione con l’Ospedale pediatrico di Zurigo. Insieme ad altri ricercatori, Weiss è stato in grado di utilizzare la crio-ET per descrivere per la prima volta la struttura dell’uromodulina e di chiarire il meccanismo con cui la proteina difende i batteri intestinali nel tratto urinario.

In una pubblicazione di alto profilo su Science, ha dimostrato che l’uromodulina forma lunghe catene che si legano ai pili e avvolgono i batteri. Gli agenti patogeni non possono più attaccarsi alle cellule del tratto urinario e vengono espulsi nelle urine.

Approfondimenti per la diagnostica

L’opera è doppiamente rilevante: Da un lato, i risultati hanno fornito possibili punti di partenza per una terapia priva di antibiotici e per la prevenzione delle infezioni dolorose del tratto urinario: innumerevoli pazienti ne trarrebbero beneficio. D’altra parte, Weiss ha dimostrato in modo impressionante il potenziale della crio-ET per la diagnostica clinica. Grazie alla sua maggiore risoluzione, il metodo moderno offre una visione molto più approfondita della struttura cellulare rispetto agli strumenti clinici consolidati.

Weiss ha ricevuto la medaglia dell’ETH per la sua tesi di dottorato nell’autunno 2020. Nel 2021 è stato insignito del Prix Schläfli dell’Accademia svizzera delle scienze. Ha deciso di continuare la sua ricerca e di rendere la crio-ET utilizzabile in futuro per l’analisi di campioni clinici di pazienti, ad esempio biopsie. Gregor Weiss riceve il Premio Lopez-Loreta di quest’anno per il suo promettente progetto.

Creare un proprio gruppo

"La scienza è sempre un lavoro di squadra", afferma Weiss. Dice di essere molto fortunato ad aver incontrato mentori, colleghi e collaboratori meravigliosi. "Non si possono fare progressi nella ricerca moderna da soli".

Da qualche mese, Weiss ha costituito il proprio gruppo di ricerca, che ha sede come sottogruppo nel laboratorio del suo supervisore di dottorato, il professore dell’ETH Martin Pilhofer. I primi due dottorandi che condividono il suo fascino per la crio-ET ad alta risoluzione sono già a bordo.

E questo è un bene. I batteri uropatogeni sono stati osservati anche all’interno delle cellule del tratto urinario. "Lì sono ben protetti dalle difese dell’organismo e dagli antibiotici, il che favorisce le infezioni ricorrenti del tratto urinario", spiega Weiss. Il suo gruppo vuole scoprire come i batteri possano insediarsi nelle nostre cellule.

Il Premio Lopez-Loreta contribuirà a questo scopo. Con il premio di un milione di euro, Weiss vuole integrare il suo team e approfondire le collaborazioni con i partner clinici. In questo modo, vuole anche percorrere strade non convenzionali e costruire ponti in futuro.

Premio Lopez-Loreta

Il premio donato dalla "Fondation Jean-----Jacques et Felicia Lopez-----Loreta pour excellence académique" viene assegnato annualmente a laureati di spicco del Politecnico-----. I vincitori del Premio Lopez-Loreta ricevono un milione di euro per realizzare i propri progetti di ricerca e innovazione. La cerimonia di premiazione si svolge durante la Giornata dei PF.

Per saperne di più sul Premio Lopez-Loreta


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