Un movimento incauto mentre si tagliano le cipolle e un taglio netto orna il dito indice sinistro. Sanguina e fa male. Probabilmente è successo alla maggior parte delle persone prima o poi. Fortunatamente, una ferita di questo tipo spesso guarisce nel giro di una settimana. Tuttavia, non tutte le ferite guariscono così rapidamente e senza problemi. Le ferite possono infettarsi dopo un’operazione, ad esempio, e molte persone anziane soffrono di ferite croniche che non guariscono. Oppure le ferite guariscono, ma rimangono cicatrici antiestetiche.
La guarigione delle ferite è la principale area di ricerca di Sabine Werner. La professoressa dell’ETH è una biochimica di formazione e si interessa ai meccanismi molecolari che avvengono nelle cellule durante la guarigione delle ferite e la formazione delle cicatrici. Una pietra miliare della sua ricerca è stata la capacità di dimostrare come uno specifico fattore di crescita cellulare sia coinvolto in modo cruciale nel controllo della guarigione delle ferite: l’activina. Questo fattore non solo gioca un ruolo chiave nella guarigione delle ferite, ma anche nello sviluppo del cancro.
Questa ricerca è iniziata con esperimenti sugli animali. Diversi anni fa, Werner ha cercato nei topi le molecole che vengono prodotte in misura crescente durante la guarigione delle ferite e il cancro. Questo l’ha portata all’attivina. Ha poi utilizzato esperimenti su colture cellulari per studiare i meccanismi di funzionamento di questo fattore. E sempre nei topi, è riuscita a dimostrare che la giusta quantità di activina e il giusto momento sono importanti per la normale guarigione delle ferite. Se il fattore viene bloccato nei topi, le ferite guariscono in modo significativamente peggiore. Se invece le cellule producono molta activina, le ferite guariscono più velocemente, mentre se ne viene prodotta troppa si formano cicatrici più grandi.
"Per ottenere i migliori risultati in biomedicina, è necessario combinare il maggior numero possibile di tecnologie".
"In realtà, ho sempre voluto fare ricerca in provetta e non con gli animali", racconta l’autrice. Ma si è subito resa conto che, se voleva davvero capire la guarigione delle ferite, avrebbe dovuto condurre ricerche anche sugli animali. E se voleva che i risultati della sua ricerca andassero a beneficio dei pazienti con disturbi della guarigione delle ferite, avrebbe dovuto lavorare a stretto contatto con i medici degli ospedali.
Fuori controllo
In esperimenti su animali con topi con piccoli tumori della pelle, Werner è riuscita a dimostrare che l’aumento delle quantità di attivina stimola anche la crescita del tumore e che le cellule tumorali invadono sempre più i tessuti vicini. "Molti degli stessi processi biochimici e cellulari hanno luogo durante la guarigione delle ferite e nello sviluppo di molti tipi di cancro", spiega il professore dell’ETH. "Nella guarigione delle ferite, si arrestano non appena la ferita viene chiusa. Nel cancro, invece, vanno fuori controllo e i tumori maligni utilizzano i meccanismi di guarigione delle ferite per guidare la propria crescita".Grazie alla collaborazione con i dermatologi degli ospedali universitari di Zurigo e Losanna, Werner ha ricevuto ripetutamente biopsie di pazienti con tumori della pelle. Negli esperimenti condotti su questo tessuto, è riuscita a dimostrare che l’attivina viene prodotta in quantità eccessiva anche nei tumori in crescita aggressiva e che attiva gli stessi processi biochimici. "Per ottenere i migliori risultati in biomedicina, è necessario combinare il maggior numero possibile di tecnologie", spiega Werner. "Dobbiamo studiare i meccanismi nei tessuti umani, cioè nelle biopsie, in buoni modelli di coltura cellulare con cellule umane e anche negli animali".
Gli scienziati di tutto il mondo stanno attualmente investendo molto nell’ottimizzazione e nel miglioramento dei modelli di coltura cellulare. Anche Werner è coinvolta in questo tipo di ricerca attraverso il progetto interdisciplinare svizzero di ricerca sulla pelle SKINTEGRITY.CH. È convinta che nei prossimi decenni si potranno ottenere conoscenze ancora più rilevanti dalla coltura cellulare. "Il rapporto si sposterà: più colture cellulari, meno test sugli animali", prevede. Esistono già modelli di coltura cellulare significativi e avanzati che includono persino diversi tipi di cellule della pelle e sono costituiti da sottocute ed epidermide. "Tutto ciò che possiamo studiare in coltura cellulare, lo stiamo già facendo", afferma l’esperta.
Tuttavia, ci sono anche molti aspetti che non possono essere analizzati in coltura cellulare: sia la guarigione delle ferite che il cancro comportano reazioni infiammatorie in cui sono coinvolte molte cellule immunitarie diverse. Anche gli ormoni svolgono un ruolo, così come i fattori di crescita prodotti, ad esempio, dalle cellule nervose che penetrano nella pelle. Nulla di tutto ciò può essere riprodotto in coltura cellulare con la complessità che esiste nell’organismo. Anche la formazione di ramificazioni del cancro in vari organi non può essere studiata in coltura cellulare.
"Gli esperimenti sugli animali hanno dei vantaggi e purtroppo sono necessari. Ma dobbiamo ridurre il più possibile la sofferenza degli animali e il numero di esperimenti sugli animali", afferma Werner. Il suo gruppo sta lavorando per migliorare i metodi di sperimentazione animale e ottimizzare l’eliminazione del dolore. I moderni metodi per l’analisi biochimica del materiale delle ferite consentono inoltre di ottenere risultati significativi con una piccola quantità di materiale. Di conseguenza, negli ultimi anni il gruppo di Werner è riuscito a ridurre significativamente il numero di esperimenti invasivi sugli animali.
Nuovi farmaci
Sabine Werner vuole ora ricavare nuove terapie dalle sue scoperte sul fattore di crescita Activin. L’idea è di impedire all’attivina di interagire con le sue molecole bersaglio o di attivare le vie di segnalazione biochimica attivate dall’attivina, in particolare nel caso del cancro, con nuovi farmaci da sviluppare. Tuttavia, la professoressa dell’ETH non si occupa di questo. È troppo una ricercatrice di base per farlo. Ma collabora con esperti. Tali farmaci devono essere testati anche sugli animali prima che i pazienti possano trarne beneficio.E poiché, secondo l’esperienza di Werner, la ricerca sul cancro e sulla guarigione delle ferite traggono sempre vantaggio l’una dall’altra, tali farmaci potrebbero forse anche prevenire la formazione di grandi e antiestetiche cicatrici in futuro.
