Il futuro è elettrico. Nell’agosto 2019, il Consiglio federale ha dichiarato di voler essere clima-neutrale entro il 2050. Per promuovere la decarbonizzazione dell’economia, la Svizzera dovrà puntare sull’elettricità e sulle energie rinnovabili. Questo richiede importanti trasformazioni di interi settori economici come l’edilizia, l’industria e la mobilità. La crisi climatica ha aperto gli occhi sul ruolo centrale dell’elettricità. Ma l’elettricità è sempre stata al centro della nostra vita.
L’elettricità gioca un ruolo fondamentale nel funzionamento del nostro corpo. Non è un segreto che le cellule del sistema nervoso («neuroni») trasmettono la corrente elettrica dal corpo al cervello e viceversa, permettendoci di muoverci, pensare e comunicare. Ma come funzionano queste cellule? Ogni neurone è coperto da uno strato protettivo, la membrana, che permette solo a certe sostanze di passare attraverso il nucleo della cellula, creando una barriera che separa gli ioni di carica positiva all’esterno da quelli di carica negativa all’interno della cellula. Questo crea un potenziale elettrico attraverso la membrana cellulare. Vari meccanismi possono quindi innescare un flusso di ioni positivi all’interno della cellula, generando un segnale elettrico che si propaga in tutto il sistema nervoso.
Se il segnale elettrico è danneggiato, questo può causare diversi problemi. Forse la malattia più conosciuta legata a un malfunzionamento della corrente elettrica è l’arresto cardiaco. Per pompare il sangue in tutto il corpo, il cuore deve essere stimolato elettricamente a un ritmo regolare. Se per qualche motivo lo stimolo elettrico al cuore è irregolare, può impedire ai muscoli del cuore di contrarsi, causando l’arresto cardiaco.
Altri campi di applicazione della ricerca medica sull’elettricità includono l’ictus, il Parkinson e le lesioni del midollo spinale. Su quest’ultimo punto, un team internazionale di scienziati guidato da Grégoire Courtine dell’EPFL e CHUV e Aaron Phillips dell’Università di Calgary, ha sviluppato un trattamento che migliora la vita delle persone che hanno subito una lesione del midollo spinale.
Molte persone in Svizzera soffrono di una lesione del midollo spinale. Le cause sono molteplici: cadute sul lavoro, incidenti d’auto o di moto o colpi durante le attività sportive. Non importa come sia successo, il fatto è che la lesione cambia completamente la vita delle persone affette. Sì, perché soffrire di una lesione del midollo spinale non significa solo vivere su una sedia a rotelle con gli arti inferiori paralizzati e forse anche quelli superiori. Altre funzioni del corpo sono ugualmente colpite, come il mantenimento di una pressione sanguigna stabile. Ed è proprio qui che entra in gioco la nuova tecnologia sviluppata all’EPFL.
«Una grave conseguenza delle lesioni del midollo spinale è la pressione sanguigna instabile», riferisce il dottore Aaron Phillips in un comunicato stampa dell’EPFL. Le persone colpite subiscono cali di pressione durante il giorno a livelli irregolari che non permettono loro di avere una vita sana. «Purtroppo», continua Phillips, «non ci sono terapie efficaci per trattare la pressione sanguigna instabile. Tuttavia, abbiamo sviluppato la prima piattaforma per capire il meccanismo alla base della pressione sanguigna instabile durante una lesione del midollo spinale».
Ma cosa ha fatto il team? «Questo lavoro con Courtine e Phillips – riferisce il PhD Jordan Squair co-autore del progetto – si basa sulla ricerca che ha permesso a diverse persone con lesioni del midollo spinale di camminare di nuovo attraverso l’applicazione della stimolazione elettrica epidurale (EES): una corrente elettrica continua impostata sulla parte inferiore del midollo spinale per consentire alle persone paralizzate di muovere nuovamente la gamba».
Tuttavia, invece di mirare alla regione del midollo spinale che produce i movimenti delle gambe, il team ha somministrato la EES nella regione contenente i neuroni che regolano la pressione sanguigna. «Abbiamo inizialmente testato il metodo in modelli preclinici di roditori e primati non umani – dice Squair – per capire i meccanismi che interrompono la modulazione della pressione sanguigna dopo una lesione del midollo spinale, e per identificare dove e come i modelli di stimolazione dovrebbero essere applicati per ottenere le risposte desiderate. Dopo questi test iniziali, abbiamo provato questo meccanismo di controllo su un paziente umano. In tutti i casi abbiamo scoperto che possiamo ripristinare completamente la stabilità del livello di sangue quando il nostro sistema è in funzione».
Il loro lavoro è così innovativo che è stato persino pubblicato sulla prestigiosa rivista scientifica «Nature» all’inizio di quest’anno.
La soluzione per regolare la pressione nei pazienti affetti da una lesione del midollo spinale è solo uno dei diversi progetti condotti al NeuroRestore. Il nuovo centro con sede a Losanna e istituito dalla Fondazione Defitech, l’Ospedale Universitario di Losanna (CHUV), la Facoltà di Biologia e Medicina (FMB) dell’Università di Losanna (UNIL) e l’EPFL che mira a creare una sinergia tra le diverse competenze per sviluppare «Electroceuticals», un tipo di dispositivo che invece di usare pillole o raggi uv o x utilizza l’elettricità per trattare diverse condizioni mediche. Forse l’elettricità non solo risolverà la nostra attuale crisi climatica, ma fornirà anche alcune soluzioni mediche innovative per una vita più sana.
