Cosmesi e salute. La ricerca innovativa su molecole e enzimi

La passione per la ricerca di Alice Cariola, 27enne mantovana, nasce presto e cresce lungo tante strade: “Mia madre è impiegata statale e sindacalista, mio padre giornalista. Sono cresciuta in un ambiente familiare più tendente alle materie umanistiche ma non è mai mancato il loro supporto per la mia tendenza a scoprire come è fatto il mondo. Hanno avuto molta pazienza nello spiegarmi il perché di ogni cosa. Poi ho frequentato il liceo classico “Virgilio” di Mantova e lì per la prima volta ho capito che la chimica poteva essere un buon mezzo per chiarire tutti i dubbi. Mi piaceva l’idea di poter mettere in pratica le mie ricerche anche a livello clinico interessandomi alla salute, così nel 2013 ho deciso di iscrivermi al corso di laurea in Chimica e Tecnologie Farmaceutiche alla Facoltà di Farmacia dell’Università di Bologna”.
Una vocazione confermata anche dai sei mesi di tirocinio, tra il 2017 e il 2018, alla farmacia comunale “Llodys Repubblica” a Bologna: “Il gruppo di farmaciste mi ha aiutato moltissimo nella mia crescita professionale e personale, e mi sono convinta in questo periodo ancora di più che la ricerca era la mia strada”.

Nel 2018 Alice ha cominciato a frequentare i laboratori del dipartimento di Chimica “Giacomo Ciamician” svolgendo i primi tre mesi di tesi in chimica organica alla sede di via San Giacomo a Bologna sotto la supervisione del Prof Riccardo Amorati. I successivi tre mesi li ha svolti alla facoltà di chimica dell’Università di Varsavia collaborando con il gruppo di ricerca del Prof. Grzegorz Litwinienko.
“Subito dopo il mio rientro dall’estero il desiderio di approfondire l’argomento del progetto di tesi mi ha spinto a fare domanda di Dottorato di Ricerca in chimica presso l’Università di Bologna. Nel 2019, dopo essermi laureata con tesi dal titolo “Attività antiossidante di nanomateriali in solvente acquoso” ho iniziato il mio percorso di Dottorato con il Prof. Luca Valgimigli come supervisor. L’anno scorso ho terminato alcuni progetti alla sede di San Giacomo a Bologna e da febbraio 2021 mi sono trasferita al Tecnopolo di Rimini”.

Il Tecnopolo di Rimini

Al Campus di Rimini il prof. Valgimigli è docente dei corsi di laurea magistrali di Advanced Cosmetic Sciences e di Organic Chemistry, ed è membro dei due CIRI (Centri Interdipartimentali di Ricerca Industriale) ospitati dal Tecnopolo di Rimini: il CIRI MAM, Meccanica Avanzata e Materiali, e il CIRI FRAME, Fonti Rinnovabili, Ambiente, Mare ed Energia.
“Questi CIRI – spiega Alice – hanno spazi dedicati all’interno del Tecnopolo grazie alla convenzione con il Dipartimento di Chimica Ciamician e sono stati avviati progetti da parte di alcuni gruppi di ricerca. In particolare, al Tecnopolo di Rimini l’attività di ricerca è anche a supporto dell’attività didattica sviluppata nei corsi di laurea scientifici del Polo riminese, impiegando strumenti e tecnologie all’avanguardia inerenti al percorso formativo promosso dai docenti e dai ricercatori”.

Quali sono i progetti di cui ti stai occupando al momento?
“Attualmente la mia ricerca è improntata a sviluppare metodi alternativi a quelli già presenti in letteratura per testare molecole come potenziali inibitori della Tirosinasi: un enzima che presiede alla biosintesi della melanina e catalizza l’ossidazione dell’amminoacido tirosina in L-DOPA e la sua successiva trasformazione portando alla melanina. La melanina è il pigmento scuro nelle cellule umane e vegetali, quello che viene coinvolto nella pigmentazione della cute o dei capelli, o quello che causa l’imbrunimento di frutta e verdura negli scaffali del supermercato. Il mio scopo è sviluppare nuovi metodi di test quantitativo e applicarli allo studio di nuovi inibitori della Tirosinasi, soprattutto riguardo alla scoperta o valorizzazione di sostanze naturali”.
Una ricerca che abbraccia più campi:“Queste molecole hanno applicazioni in ambito cosmetico e in altri importanti ambiti. Lo sviluppo e la validazione di sostanze in grado di controllare la melanogenesi sono molto utili in ambito cosmetico, permettendo di ampliare la gamma di molecole attive come schiarenti della pelle e per contrastare le discromie cutanee (azione anti-aging). Queste sostanze hanno però interesse anche in ambito farmaceutico, per il loro potenziale nel trattamento del melanoma (una forma di “cancro della pelle”), oltre che in ambito alimentare, come conservanti di nuova generazione”.

Alice Cariola in laboratorio

Al Tecnopolo di Rimini Alice può contare su strumenti moderni e innovativi: “Il metodo tradizionale per testare l’inibizione dell’enzima Tirosinasi è l’impiego dello spettrofotometro UV/vis con cui si determinano le costanti cinetiche di reazione. Più il processo viene rallentato, più la molecola che è stata testata è efficace come inibitore. Questo approccio, anche se molto diffuso ha però dei limiti. Il nostro approccio è complementare e si basa sulle cinetiche di utilizzo dell’ossigeno, uno degli elementi chiave nell’azione dell’enzima. Il nostro metodo prevede l’utilizzo di sensori miniaturizzati a fibra ottica in grado di determinare la concentrazione istantanea di ossigeno in soluzione.
Durante il processo l’enzima consuma ossigeno in modo direttamente proporzionale alla formazione del prodotto finale. Si può così studiare con accuratezza e precisione la cinetica del processo di melanogenesi. L’EPR (Electron Paramagnetic Resonance) è un altro strumento che può essere impiegato come tecnica selettiva per individuare e caratterizzare i radicali liberi generati durante la reazione. Altri strumenti analitici utili allo screening di molecole provenienti da estratti naturali per individuarne le potenzialità come inibitori della tirosinasi, sono l’HPLC (cromatografia liquida ad altra pressione), e la GC (gas-cromatografia) entrambi accoppiati alla spettrometria di massa. Si tratta di tecniche analitiche molto potenti di cui i gruppi di ricerca del Tecnopolo si sono dotati nell’ultimo anno”.

Un team già attivo ma con la possibilità di crescere: “Al momento sto collaborando con un’altra dottoranda del professor Valgimigli che lavora a Bologna. I compiti vengono divisi tra me e lei in modo da portare avanti la ricerca in parallelo e ci aggiorniamo settimanalmente su come procedere in base ai risultati ottenuti. I coinvolgimenti di ulteriori studenti a Rimini sono stati limitati dalle restrizioni imposte dall’emergenza sanitaria, ma contiamo di ampliare a breve il team a Rimini coinvolgendo tirocinanti e Laureandi dei corsi di laurea ACS e Pharmacy”.
Quali sono le sfide più impegnative e le soddisfazioni di questa esperienza di ricerca?
“La sfida maggiore è non farsi abbattere se non si ottengono i risultati sperati, l’importante è avere la capacità di imparare dagli errori ed analizzare l’esperienza passata in modo da sviluppare un metodo più valido. La soddisfazione maggiore è rendersi conto alla fine del percorso che le consapevolezze che abbiamo maturato le abbiamo raggiunte con le nostre abilità e il risultato finale non è frutto del caso o fortuna, molto rara, ma della nostra tenacia e del nostro studio”.

Alice è concentrata sui progetti attuali, con nuove competenze ma sempre con lo spirito della ragazzina che non si stancava di conoscere le cose: “Ultimamente sto cercando di vivere il presente e al momento mi piace il mio lavoro perché trovarmi in un centro di ricerca come il Tecnopolo mi dà la possibilità di vivere un ambiente molto stimolante. Il supporto di colleghi e professori con cui collaboro mi fa affrontare le sfide quotidiane in modo meno stressante. I miei obiettivi per il futuro riguardano sempre la voglia di ampliare le conoscenze in campo scientifico e quindi mi piacerebbe continuare a studiare e fare ricerca. La mia speranza è avere la capacità di abbattere il muro che si sta creando tra accademia e vita quotidiana, coinvolgendo sia l’università in progetti più pratici e utili nella vita reale sia divulgare la scienza alla gente comune facendo passare il messaggio che il ruolo del ricercatore è essenziale per far conoscere tecnologie sempre più avanzate, al servizio di tutti”.

Per saperne di più:

www.tecnopolorimini.it

Via Dario Campana, 71 Rimini
0541/21847

www.unirimini.it

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