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Astrofisica e salute: lo studio della luce aiuta nella lotta al Covid-19

INAF ha messo in evidenza l’efficacia dei raggi UV nel neutralizzare Sars-CoV-2. Ma svolge altre ricerche positive per la salute e la vita, spiega il coordinatore Giovanni Pareschi

Andrea Ballocchi
6 Febbraio 2021

L’Istituto Nazionale di Astrofisica è l’Ente di ricerca italiano del Ministero dell’Università e Ricerca per lo studio dell’Universo. Con più di 1200 dipendenti, distribuiti in 16 unità di ricerca in Italia, è attivo nello studio sia dell’infinitamente grande che dell’infinitamente piccolo: nel caso specifico sui virus, e in particolare su SARS-CoV-2, causa del Covid-19. Come ha raccontato Giovanni Pareschi, Dirigente di Ricerca all’INAF, in occasione di Contagio Congresso*, l’Istituto si è distinto in uno studio di livello internazionale che mette in luce l’efficacia dei raggi ultravioletti nel neutralizzare il particolare coronavirus.

Dottor Pareschi, da dove parte il vostro studio che ha messo in luce l’effetto degli UV-C sul virus responsabile del Covid-19?

L’INAF studia tutti i componenti dell’Universo, incluse anche le particelle sub nucleari che rappresentano i mattoni della materia, ed è coinvolta in varie linee di studio, una delle quali riguarda l’origine e la ricerca della vita al di fuori della sfera terrestre. In occasione della pandemia, ci è stato chiesto di metterci a disposizione della società con i nostri servizi e ricerche e sono stato nominato coordinatore nazionale dal presidente dell’INAF, il professor Nichi D’Amico, da poco scomparso.

Il nostro Istituto svolge attività di ricerca che ha finalità e ricadute anche sulla società. Così abbiamo messo a fuoco l’ambito nel quale poter offrire il nostro contributo nella lotta alla pandemia. Siamo partiti da una delle materie meglio conosciute, l’uso e il trattamento della luce. In particolare ci siamo concentrati sullo studio e le evidenze dell’UV per inattivare agenti patogeni come Sars-CoV-2. Abbiamo creato una rete di ricerca e di collaborazione con l’équipe dell’Università di Milano, guidato da Mario Clerici, docente di Patologia generale e direttore scientifico dell’IRCCS di Milano della Fondazione Don Gnocchi, e con Mara Biasin e Daria Trabattoni, del Dipartimento di Scienze biomediche e cliniche “L. Sacco”, operando così con medici e biologi che si occupano di immunologia. Abbiamo così potuto condurre esperimenti in ambienti di elevata sicurezza – in uno dei pochissimi laboratori in Italia predisposto a questo – manipolando virus in vitro.

Dove avete orientato in particolare la ricerca?

Abbiamo svolto delle prove sperimentali sull’inattivazione del virus mediante l’impiego di raggi UV-C, prodotta tipicamente da lampade al mercurio, come quelle utilizzate negli acquari per mantenere l’acqua igienizzata.

Qual è stato il principale valore dello studio coordinato da INAF?

In letteratura scientifica si conosce da tempo il potere germicida della luce UV-C – tipicamente alla intorno alla lunghezza d’onda di 254 nanometri, cioè della riga di fluorescenza delle lampade al mercurio, ovvero 254 miliardesimi di metro – su batteri e virus. Essa, infatti, è in grado di danneggiare i legami molecolari di DNA e RNA che costituiscono questi microorganismi. È un po’ come riuscire a interrompere un circuito in una scheda elettronica, che nel caso dei virus è rappresentato dal genoma di nucleotidi, inattivando così il meccanismo che gli permette di replicarsi occupando cellule dell’ospite. Così abbiamo inattivato anche SARS-CoV-2, dimostrando che l’effetto si mantiene anche dopo alcuni giorni.

Non mancano sistemi basati su questa luce ultravioletta, per esempio per disinfettare ambienti e superfici in ospedali e luoghi pubblici, specie negli Stati Uniti dove questa tecnologia è particolarmente utilizzata già da alcuni decenni. Il valore della nostra ricerca è stato mettere in luce il fatto che non fosse stata ancora effettuata una misura diretta della dose di raggi UV necessaria per rendere innocuo il virus responsabile della pandemia Covid-19 e di dare una misura quantitativa della dose richiesta per l’inattivazione.

Ma c’è un altro punto importante della ricerca. Il risultato ottenuto è stato particolarmente prezioso per validare uno studio parallelo per comprendere come gli ultravioletti prodotti dal Sole, al variare delle stagioni possano incidere sulla pandemia, inattivando in ambienti aperti il virus presente in aerosol. Da qui abbiamo avvallato l’ipotesi di una seconda ondata, dopo la prima nel periodo marzo-aprile, successiva al periodo estivo come era avvenuto, d’altronde, anche nello sviluppo della epidemia da Spagnola mentre l’andamento stagionale è ben noto per l’influenza.

Luce ultravioletta

Foto The Light da Pixabay

Quali sono le applicazioni potenziali?

Dopo la diffusione delle evidenze dello studio c’è stato un interesse da parte delle aziende specializzate nella disinfezione dell’aria, per inattivare il virus contenuto nelle particelle di aerosol sospesi negli ambienti, oppure nel trattamento delle superfici in luoghi pubblici. In questo senso abbiamo dato il nostro contributo. Per esempio, in collaborazione con SEA che gestisce gli aeroporti milanesi, abbiamo aiutato alcune aziende che hanno implementato sistemi di disinfezione nelle macchine per l’ispezione dei bagagli a mano; con altre abbiamo contributo a progettare e ottimizzare sistemi di sanificazione dell’aria basati su lampade ultraviolette.

Più in generale, quali sono le ricadute più importanti dell’INAF per l’industria e per la vita quotidiana?

Partiamo dal campo dell’ottica, dove ci sono attività che hanno benefici nel campo dell’imaging medico. Pochi sono a conoscenza, inoltre, del fatto che nel campo dell’astrofisica lo scienziato italiano Riccardo Giacconi è stato insignito del Premio Nobel per la fisica nel 2002 per i contributi pionieristici che hanno portato alla scoperta di sorgenti cosmiche di raggi X. Proprio lui aveva intrapreso ricerche applicative in area biomedicale già negli anni Cinquanta. Come INAF, a questo riguardo, abbiamo collaborato con lui fino alla sua scomparsa, avvenuta nel 2018, in un lavoro dedicato all’implementazione di ottiche per raggi X.
Ma lo studio delle ottiche può essere utile, e campo di nostri studi, anche nell’ambito della produzione di energia “pulita” e rinnovabile come nel caso dell’energia solare.
Anche studi e soluzioni utilizzate nello studio dell’Universo hanno ricadute sulla vita quotidiana. Un esempio: sistemi per l’analisi di atmosfere planetarie (come quella di Marte o Venere) in cui l’INAF è coinvolto insieme all’Agenzia Spaziale Europea, possono essere utili anche per verificare fenomeni simili a quelli che originano cambiamenti climatici sulla nostra Terra.

Per quanto riguarda invece lo studio e la ricerca di forme di vita extraterrestre, come opera l’Istituto Nazionale di Astrofisica?

In due modi: uno riguarda la ricerca di segnali di vita extraterrestre, cercando la presenza dii micro organismi o almeno di molecole a essi collegabili. L’altro, invece, porta alla ricerca di eventi segnali di civiltà intelligenti in sistemi solari diversi dal nostro. Nel primo caso, si possono eseguire anche prove dirette utilizzando come “laboratorio” il nostro sistema solare, analizzando atmosfere, e anche svolgendo analisi dirette del suolo planetario tramite sonde, come nel caso di Marte. Inoltre sono in corso studi per osservare presenza di segnale di vita con tecniche sofisticate di spettroscopia nei così detti Exoplanets, cioè pianeti in sistemi solari diversi dal nostro, alcuni dei quali presentano caratteristiche simili a quelle della nostra Terra. Da questi oggetti si prova anche a cercare la presenza di segnali di una civiltà evoluta, ricercando segnali artificiali prodotti da civiltà extraterrestri, potenzialmente anche specificamente emessi per mettersi in contatto con altre con altri mondi. Per tutte queste attività riguardanti per la ricerca della vita al di fuori della Terra è molto importante la collaborazione l’Agenzia Spaziale Italiana e quella europea ESA, oltre che con la NASA.

A oggi ci sono stati segnali da parte di eventuali civiltà extraterrestri?

Finora non ci sono state evidenze certe di segnali da parte di altre civiltà, solo dei segnali “sospetti”. L’Organizzazione internazionale SETI si sta occupando specificamente di questi studi.

E per quanto riguarda i cambiamenti climatici, l’Istituto nazionale di Astrofisica come è coinvolto?

Lavoriamo sulla comprensione del problema, altamente complesso, e che non è connesso solo all’antropizzazione (sicuramente molto rilevante!) ma può essere influenzata da fenomeni tipicamente astronomici. Pensiamo per esempio al Sole con la sua variabilità di emissione oppure ai fattori di ciclicità dell’orbita della Terra intorno al Sole che provocano di per sé cambiamenti climatici. Ma, come già detto, anche lo studio di fenomeni che accadono nelle atmosfere di altri pianeti sono interessanti per capire determinate dinamiche in atto nell’atmosfera della Terra. D’altra parte, ho già menzionato il fatto che INAF è impegnato in ricerche di spin-off per lo sviluppo di energie rinnovabili, che possono aiutare a contenere i problemi di variazione climatica a causa dell’antropizzazione.

*Contagio Congresso si è svolto il 2 e 3 di febbraio in live streaming, promosso in collaborazione con la Presidenza del Consiglio del Comune di Milano, è un congresso scientifico multidisciplinare, nato nel 2018 da un’idea dell’ arch. Natasha Calandrino Van Kleef , esperta di Commissione Cultura e di Commissione ambiente di Municipio 1.

Andrea Ballocchi

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