Carlo Ventura: Suoni e cellule. Una vibrazione mutante per la partitura della vita
Carlo Ventura è professore Ordinario di Biologia Molecolare, Scuola di Medicina, Università di Bologna. Direttore: VID, Visual Institute of Developmental Sciences, Bologna, Italy; Laboratory of Molecular Biology and Stem Cell Engineering, National Institute of Biostructures and Biosystems (NIBB), Italy.
Per decenni gli scienziati hanno utilizzato strumenti chimici per influenzare il comportamento cellulare. Anche in tempi moderni, la possibilità di governare la funzionalità cellulare a fini terapeutici è stata affidata principalmente alla chimica. Tuttavia, questo punto di vista, e l’idea che la terapia di molte malattie dell’uomo si debba basare essenzialmente su un armamentario chimico, sono ora profondamente in discussione. Abbiamo precedentemente dimostrato che le cellule staminali, che hanno la capacità di trasformarsi virtualmente in tutti i tipi di cellule di un individuo adulto, sono state trasformate in cellule miocardiche, le unità contrattili del cuore, quando esposte a campi magnetici di frequenza estremamente bassa (ELF-MF) (1,2). Più recentemente, abbiamo dimostrato che l’esposizione a campi radioelettrici, convogliati con un dispositivo innovativo chiamato “Radio Electric Asymmetric Conveyer (REAC)”, è in grado di trasformare sia cellule staminali embrionali murine che staminali umane adulte del grasso in cellule cardiache, nervose, muscolari scheletriche e vascolari (3,4) (Fig. 1).
Fig. 1. Campi radio elettrici e differenziamento di cellule staminali.
L’esposizione di cellule staminali umane del tessuto adiposo a campi radioelettrici convogliati con una apparecchiatura di nuova concezione, il Radio Electric Asymmetric Conveyer (REAC), induce l’espressione di markers caratteristici del differenziamento terminale in cellule miocardiche [-sarcomeric actinin (-actinin), myosin heavy chain (MHC)], neuronali [3-tubulin (tubulin)], muscolari scheletriche (myoD) ed endoteliali [von Willebrand Factor (vWF)]. Le cellule sono state esposte al REAC per 72 ore e poi coltivate senza alcun trattamento per ulteriori 7 giorni.
Inoltre, i campi radioelettrici così convogliati hanno agito come una sorta di “macchina del tempo” capace di “riprogrammare” cellule umane adulte non staminali, come i fibroblasti della pelle, in tipi cellulari in cui queste cellule non si sarebbero altrimenti trasformate, come elementi cardiovascolari, neuronali e muscolari (5) (Fig. 2).
Fig. 2. Riprogrammazione di fibroblasti umani cutanei in cellule miocardiche (MHC, -actinin), muscolari scheletriche (MyoD) e neuronali (Tubulin) mediante esposizione a campi radio elettrici convogliati con tecnologia REAC.
Le cellule sono state esposte al REAC per 72 ore e poi coltivate senza alcun trattamento per ulteriori 7 giorni. Per la leggenda dei markers di differenziamento vedi la Fig. 1.
Questi risultati dimostrano che il destino delle cellule staminali può essere notevolmente modulato da una energia fisica. In linea con questa concezione è la nostra scoperta che le cellule sono in grado di produrre vibrazioni acustiche. Infatti, abbiamo dimostrato e brevettato per la prima volta la capacità delle cellule di esprimere “firmevibrazionali” del loro stato di salute e della loro potenzialità differenziativa (6). Con l’aiuto di un microscopio a forza atomica (AFM), che è in grado di misurare le strutture e le proprietà delle cellule viventi a livello atomico, abbiamo scoperto che ogni cellula vivente produce un pattern di vibrazioni che cambia a seconda del compito che la cella sta eseguendo. “Sonocitologia” è il termine che abbiamo introdotto per identificare una nuova area di ricerca basata sul fatto che, dopo un accurato processo di amplificazione, le vibrazioni cellulari registrate con AFM possono essere trasformate in suoni udibili, fornendo una valutazione accurata delle proprietà funzionali della cella (6). Sulla base di questi risultati, stiamo lavorando all’ipotesi che l’applicazione di energia sonora possa governare il processo di differenziazione cellulare. In particolare, ci stiamo focalizzando sulla possibilità che suoni emessi a livello di organi del corpo umano possano racchiudere informazioni cruciali per regolare la funzionalità cellulare a livello molto sottile, molecolare, submolecolare, o anche quantistico. A questo proposito, stiamo collaborando con Milford Graves, celebre musicista Jazz, che ha registrato con un sistema molto sofisticato il suono del cuore umano, trasformandolo in segnali audio-elettrici, comprendenti sequenze definite di frequenze “coerenti” con i microritmi del cuore. In questo progetto, si studierà l’effetto di questi segnali sulla crescita e la differenziazione cellulare. Stiamo inoltre collaborando attivamente con Bruno Oddenino, che ha fondato la Scuola di Alto Perfezionamento Musicale di Saluzzo, ed è stato Presidente e Direttore artistico della Filarmonica di Torino, attualmente Professore Ordinario di Oboe presso il Conservatorio G. Verdi di Torino e leader nel campo della Musicoterapia. Con lui stiamo esplorando l’effetto prodotto dall’esposizione delle cellule staminali alla musica ed alla luce pulsata di frequenza e lunghezze d’onda selezionate.
In sintonia con questa linea di ricerca è il nostro studio in collaborazione con la Dottoressa Julia von Stietencron, Art Director del “Visual Institute of Developmental Sciences (VID)” di Bologna, mirato ad indagare gli effetti prodotti sul destino cellulare dall’azione interconnessa di suono/musica e colori emessi attraverso l’esposizione a campo luminoso di opere d’arte tessile. Insieme a questi Musicisti e Artisti, stiamo cercando di comprendere come la musica sia in grado di fornire informazioni alle cellule che gli Scienziati possano interpretare come dinamismo di significati del “mondo” interiore cellulare. Che la musica possa toccare il cuore del nostro essere è una scoperta antica quanto la coscienza umana. Platone intuì i poteri della musica in “Le leggi” e in altri Dialoghi, e non fu certo il primo. Shakespeare in alcune delle sue opere più toccanti mise in scena l’effetto consolatorio della musica sulle anime in difficoltà. I guaritori di molte epoche hanno cercato di sfruttare la musica per scopi terapeutici. Ma potrà mai la musica avere un posto fra la Medicina? Si sta manifestando la nuova prospettiva di vedere Artisti e Scienziati lavorare insieme guardando alle cellule come “attori” capaci di “parlare” o “gridare”, con la consapevolezza di come l’ascolto dei suoni emessi dalle cellule possa eventualmente modificare il modo in cui gli Scienziati pensano alle cellule stesse, come soggetti dinamici, situati nell’ambiente e capaci di “esperienza”.
Crediamo anche che queste collaborazioni, “unendo” Artisti e Scienziati, potranno ispirare le persone a pensare alle Arti ed alla Scienza, come già interconnesse e rilevanti per la nostra Società, facendo sbiadire la linea di demarcazione delle “due culture” (umanistica e scientifica), e contribuendo ad inaugurare una Cultura Nuova da tempo attesa – una cultura di pensatori creativi del mondo delle Arti e delle Scienze, che si uniscano per combinare le loro conoscenze e competenze per giungere ad innovazioni, collaborazioni e soprattutto allo sviluppo di nuovi paradigmi. Pensiamo anche che queste collaborazioni possano offrire una nuova “visione” per l’integrazione della Scienza in un “Territorio globale della cultura”, portando allo sviluppo di una nuova “Arte Sperimentale”, ispirata in modo autonomo dagli strumenti e dai percorsi della Scienza.
Tratto da Articolo: Corriere della Sera (20 gennaio 2016)
Non sarà più la (sola) chimica a guarirci dalle malattie. In parte non lo è già più oggi, ma in futuro lo sarà sempre di meno. Saranno energie fisiche esterne, perfino suoni, a parlare con le nostre cellule, in particolare le staminali, dicendo loro come comportarsi e promuovendo veri e propri processi di autoguarigione. Non è fantascienza, e neppure un futuro troppo lontano. Ne sa qualcosa Carlo Ventura, ordinario di biologia molecolare all’Alma Mater, direttore della sezione bolognese dell’Istituto nazionale di biostrutture e biosistemi che ha sede alla Cardiologia del Sant’Orsola e, non ultimo, direttore del laboratorio Swith, Stem wave institute for tissue healing, della Fondazione Ettore Sansavini per la ricerca scientifica che ha sede a Lugo.
COSA FANNO LE CELLULE — «Ci siamo accorti che le cellule, anche staminali, sono in grado di emettere campi elettromagnetici e vibrazioni nano- meccaniche, questo ci ha portato a pensare che possano anche rispondere ai medesimi stimoli — spiega Ventura, che è anche direttore scientifico del Gruppo Villa Maria di Cotignola —. L’idea è vedere la biologia cellulare anche attraverso gli occhi della fisica». È stato già dimostrato che le cellule staminali, capaci di trasformarsi virtualmente in tutti i tipi di cellule di un individuo adulto, quando esposte a campi magnetici sono state trasformate in cellule cardiache. È stato anche dimostrato, più recentemente, «che l’esposizione a campi radioelettrici, convogliati con un dispositivo innovativo chiamato Radio electric asymmetric conveyer (Reac), è in grado di trasformare sia cellule staminali embrionali murine che staminali umane adulte del grasso in cellule cardiache, nervose, muscolari scheletriche e vascolari », spiega Ventura. È questo uno stadio avanzato della medicina rigenerativa che offre già risultati applicativi, veri e propri medicinali rigenerativi come il Lipogems. «Si tratta di un derivato del grasso umano, isolato, processato e reso fluido, che contiene all’interno l’ambiente stesso in cui vivono le cellule staminali — chiarisce ancora Ventura —. Le cellule trapiantate spiegano alle cellule ospitanti come riprogrammarsi, promuovendo un vero e proprio processo di autorigenerazione, e quindi di autoguarigione. Si è passati dall’idea di cellule staminali che devono differenziarsi a cellule che “spiegano” al tessuto ricevente come potenziare il progetto di guarigione». Prodotti come il Lipogems hanno effetti prodigiosi, ma è difficile che raggiungano organi come cuore e cervello.
IL SUONO E L’ENERGIA — L’energia, il campo magnetico, il suono possono viceversa viaggiare ion tutto il corpo e raggiungere le cellule staminali ovunque siano. I legami straordinari tra cellule e suono sono stati indagati dal professore Ventura. «Abbiamo dimostrato e brevettato per la prima volta la capacità delle cellule di esprimere “firmevibrazionali” del loro stato di salute e della loro potenzialità differenziativa. Con l’aiuto di un microscopio a forza atomica, che è in grado di misurare le strutture e le proprietà delle cellule viventi a livello atomico, abbiamo scoperto che ogni cellula vivente produce un pattern di vibrazioni che cambia a seconda del compito che la cella sta eseguendo. “Sonocitologia” è il termine che abbiamo introdotto per identificare una nuova area di ricerca. Sulla base di questi risultati, stiamo lavorando all’ipotesi che l’applicazione di energia sonora possa governare il processo di differenziazione cellulare». Nasce da qui la collaborazione con il musicista jazz Milford Graves, che ha registrato con un sistema molto sofisticato il suono del cuore umano, «trasformandolo — spiega ancora il biologo molecolare — in segnali audio- elettrici, comprendenti sequenze definite di frequenze «coerenti» con i micro-ritmi del cuore. Insomma, una frontiera affasciante per la medicina del futuro.
