Minuscoli pori, grandi appena pochi nanometri, attraverso i quali l’organismo elimina le cellule danneggiate o infette e mette in moto la risposta immunitaria. Un meccanismo fondamentale, finora conosciuto ma mai osservato direttamente con questo livello di precisione. A riuscirci è stato un gruppo internazionale coordinato dalla scienziata calabrese Katia Cosentino, docente dell’Università di Modena e Reggio Emilia. La ricerca, pubblicata sulla rivista scientifica Science Advances, potrebbe offrire nuovi strumenti per comprendere e, in prospettiva, controllare alcuni processi coinvolti nei tumori, nelle infezioni e nelle patologie caratterizzate da infiammazione cronica. Non si tratta ancora di una nuova cura contro il cancro, ma di una scoperta di base che permette di vedere ciò che, fino a oggi, gli scienziati avevano potuto soltanto ricostruire indirettamente: la formazione dei pori responsabili della piroptosi, una particolare forma di morte cellulare infiammatoria.
Fotografati i pori prodotti dalla Gasdermina D
Al centro dello studio c’è la Gasdermina D, una proteina capace di aprire veri e propri varchi nella membrana delle cellule. Quando viene attivata, si aggrega e forma dei pori che alterano l’equilibrio cellulare, favorendo la morte della cellula e la liberazione di segnali infiammatori.
È uno dei sistemi utilizzati dall’organismo per liberarsi delle cellule infette o compromesse e richiamare l’intervento del sistema immunitario. Se correttamente regolato, questo meccanismo contribuisce alla difesa dell’organismo. Se invece diventa eccessivo o incontrollato, può alimentare condizioni infiammatorie e concorrere allo sviluppo di diverse patologie. Gli scienziati conoscevano già il ruolo delle gasdermine, ma mancava una visione diretta delle strutture formate sulle membrane delle cellule nel loro ambiente naturale.
“Per molti anni abbiamo studiato le gasdermine senza poter osservare direttamente le strutture che formano durante la piroptosi”, ha spiegato Katia Cosentino all’agenzia Dire. “Grazie a questa nuova piattaforma siamo riusciti a visualizzare questi pori nel loro ambiente naturale e a comprenderne meglio il processo di formazione e regolazione”.
La nuova tecnica che permette di osservare le membrane cellulari
Per superare i limiti delle metodologie utilizzate finora, il gruppo di ricerca ha sviluppato una piattaforma chiamata Polymer-Supported Plasma Membranes, indicata con la sigla PSPMs. La tecnica consente di riprodurre e analizzare le membrane plasmatiche mantenendone caratteristiche molto vicine a quelle naturali. Integrando il nuovo sistema con strumenti di microscopia a super-risoluzione, i ricercatori sono riusciti a osservare i pori della Gasdermina D sulle membrane di cellule umane e murine con una precisione di pochi nanometri.
Le immagini hanno mostrato che i pori non hanno tutti la stessa struttura. Possono assumere forme e dimensioni differenti e la loro stabilità dipende anche dalla presenza di uno specifico lipide della membrana cellulare, denominato PI(3,4,5)P3. È un dettaglio importante perché suggerisce che la formazione dei pori non sia un processo rigido e uniforme, ma un fenomeno dinamico influenzato dalla composizione della membrana.
Quali prospettive si aprono contro tumori e infiammazioni
Riuscire a comprendere come nascono, si modificano e vengono stabilizzati questi pori potrebbe consentire, in futuro, di intervenire sulla piroptosi. L’obiettivo sarebbe quello di potenziare il meccanismo quando serve a eliminare cellule pericolose oppure limitarlo quando provoca una risposta infiammatoria eccessiva. Le possibili applicazioni riguardano diversi campi della medicina. Nella ricerca sul cancro, per esempio, la morte cellulare infiammatoria è studiata per la sua capacità di influenzare il rapporto tra tumore e sistema immunitario. In alcune condizioni potrebbe contribuire all’eliminazione delle cellule tumorali; in altre, un’infiammazione non adeguatamente controllata potrebbe favorire l’evoluzione della malattia. Lo stesso meccanismo è coinvolto nella risposta alle infezioni e in numerose malattie infiammatorie. La possibilità di modulare la Gasdermina D potrebbe quindi aiutare a progettare farmaci capaci di agire in modo più selettivo. La strada verso eventuali terapie è ancora lunga e richiederà ulteriori studi. La ricerca coordinata da Cosentino fornisce però una nuova piattaforma sperimentale per analizzare direttamente un processo cellulare decisivo e individuare potenziali bersagli farmacologici.
Chi è Katia Cosentino, dalla Calabria ai laboratori europei
Originaria della Calabria, Katia Cosentino si è laureata con il massimo dei voti e la lode in Chimica all’Università della Calabria, dove ha successivamente conseguito il dottorato di ricerca. Durante gli anni all’Unical si è occupata dello studio delle membrane biomimetiche e delle loro interazioni con onde elettromagnetiche a bassa potenza. Nell’anno accademico 2006-2007 è stata anche premiata come migliore laureata in Chimica.
La sua carriera è poi proseguita in alcuni dei più importanti centri scientifici europei. Ha lavorato all’Università di Tubinga, al Centro tedesco per la ricerca sul cancro di Heidelberg, conosciuto come DKFZ, e all’Inserm di Marsiglia, l’Istituto nazionale francese per la ricerca medica. Prima del rientro in Italia ha diretto il laboratorio di Molecular Cell Biophysics dell’Università di Osnabrück, in Germania, dove è stata sviluppata gran parte del lavoro confluito nello studio. Dal 2025 è docente in tenure track e responsabile del gruppo di ricerca Cell Death Biophysics all’Università di Modena e Reggio Emilia.
Una scienziata calabrese al centro della ricerca internazionale
Il percorso di Katia Cosentino unisce la formazione maturata all’Università della Calabria a una lunga esperienza nei laboratori internazionali. Il filo conduttore è lo studio dei meccanismi molecolari che regolano la morte delle cellule, affrontato attraverso biofisica, membrane artificiali e microscopia avanzata. La pubblicazione su Science Advances segna ora uno dei risultati più rilevanti della sua attività scientifica. Per la prima volta rende visibile, quasi fotogramma dopo fotogramma, il modo in cui la Gasdermina D apre i pori attraverso i quali una cellula danneggiata arriva alla morte. Una fotografia infinitamente piccola che potrebbe aiutare la ricerca a comprendere fenomeni molto più grandi: come il corpo reagisce alle infezioni, come controlla l’infiammazione e come il sistema immunitario può essere indirizzato contro le cellule tumorali.
