Un anno importante di Scienza: scoperte e principali avvenimenti del 2022

Scienza e Salute

 Il 2022 non si è ancora concluso, ma è stato un anno straordinario per la scienza ricco di nuove scoperte e di osservazioni in diversi campi. Molto spesso tra i protagonisti di queste scoperte anche ricercatori italiani che lavorano in Italia o all’estero. Dalla fusione nucleare alla medicina, alla biologia, passando per la fisica e l’astrofisica, non c’è stato settore di ricerca che non abbia conosciuto importanti passi in avanti, grazie anche a nuovi strumenti, come per esempio il tescopio spaziale James Webb, e nuovi approcci terapeutici, come la tecnica dell’mRNA, che hanno permesso di mettere in cantiere nuovi vaccini per diverse malattie ancora incurabili: primo fra tutti AIDS, Ebola e Marburg, a realizzare nuovi prodotti alimentari tra cui cereali (riso e grano) più resistenti alla siccità e più produttivi. 

Salute

Sempre sul fronte della medicina, novità importanti sono arrivate sul fronte dei vaccini (è stato testato con successo un primo vaccino contro l’HIV), ma anche sul fronte della comprensioni di alcuni malattie come per esempio Parkinson e Alzheimer e degli xenotrapianti. Il 20 gennaio gli scienziati dell’Università dell’Alabama a Birmingham hanno annunciato sull’American Journal of Transplantationdi avere trapiantato con successo due reni da un maiale geneticamente modificato in un paziente umano che era cerebralmente morto. Il trapianto di organi da donatori animali, sottolineano gli autori, ha il potenziale di aumentare la disponibilità di organi e prevenire migliaia di decessi che si verificano ogni anno a causa di mancanza di donatori. Il team, guidato da Jayme E. Locke, ha utilizzato un nuovo modello preclinico per rispondere a numerose domande sulla sicurezza dello xenotrapianto in pazienti umani. Stando ai risultati del gruppo di ricerca, l’organismo dell’uomo non ha rigettato i reni, nonostante la morte cerebrale ponesse una serie di difficoltà e stress fisiologico sul fisico del paziente. Il 7 novembre è stata effettuata in laboratorio la prima trasfusione al mondo di sangue artificiale sugli esseri umani. Ad annunciarlo è stato un gruppo di ricercatori dell’Università di Bristol e del NHS Blood and Transplant. Il sangue coltivato in laboratorio viene prodotto a partire da una normale donazione di sangue. Ai volontari che hanno preso parte al progetto britannico sono state trasfuse solo piccole quantità di sangue artificiale, equivalenti a circa due cucchiaini, con lo scopo di osservare la reazione dell’organismo. La maggior parte delle trasfusioni di sangue dipenderà sempre dalla donazione volontaria, assicurano gli autori ma l’obiettivo è di produrre gruppi sanguigni vitali, ma ultra-rari, che sono di difficile reperimento, ma necessari per i pazienti che dipendono da regolari trasfusioni sanguigne per malattie come l’anemia falciforme.

Aids

Il primo dicembre, un gruppo di ricercatori della Fred Hutchinson Cancer Research Center, del National Institute of Allergy and Infectious Diseases e dello Scripps Research Institute ha annunciato su Science i risultati della prima sperimentazione di un nuovo candidato vaccino contro l’HIV che sembra in grado di indurre precursori anticorpali ampiamente neutralizzanti negli esseri umani. Il team, guidato da Juliana McElrath, Adrian B. McDermott e William R. Schief, ha riportato i dati della sperimentazione di fase I sugli esseri umani di un vaccino basato sugli anticorpi ampiamente neutralizzanti (bnAb). Questi dati, sottolineano gli autori, stabiliscono una prova clinica del principio per la progettazione di vaccini mirati alla linea germinale per l’HIV e altri agenti patogeni attualmente privi di un percorso di cura e prevenzione. Un vaccino contro il virus dell’immunodeficienza umana è urgentemente necessario per porre fine alla pandemia della sindrome da immunodeficienza acquisita (AIDS). Il farmaco bnAbs è stato progettato per essere in grado di riconoscere i diversi ceppi di HIV e proteggere il paziente dalle infezioni. A febbraio, una donna statunitense è guarita dall’infezione di Hiv grazie ad un trapianto di cellule del cordone ombelicale. è la prima volta al mondo che si ottiene questo risultato in una donna, e la terza al mondo ad aver sconfitto l’Hiv. Gli altri due pazienti guariti dall’Hiv erano stati sottoposti a trapianto di midollo osseo, con cellule staminali adulte. L’operazione è stata condotta dal team del Weill Cornell Medicine e a riportarlo è il New York Times.

Addio a Montagnier

L’otto febbraio è morto il Biologo e virologo francese, Luc Antoine Montagnier è morto all’età di 89 anni. Nato il 18 agosto del 1932 a Chabris, un piccolo comune situato nel Centro-Valle della Loira, era direttore emerito del Centre national de la recherche scientifique e dell’Unità di Oncologia Virale dell’Istituto Pasteur di Parigi, dove nel 1983 assieme a Francoise Barrè-Sinoussi ha scoperto il virus Hiv. Per questa eccezionale scoperta Montagnier vinse il Premio Nobel per la Medicina nel 2008. Molto stimato, lo scienziato ha lavorato con più grandi istituti scientifici del mondo. Oltre a essere direttore emerito del CNRS e professore all’Institut Pasteur, è stato direttore del Center for Molecular and Cellular Biology al Queens College della City University di New York, direttore di un istituto di ricerca alla Jiao-tong University di Shanghai.. Il suo lavoro ha ricevuto innumerevoli premi e riconoscimenti. Tuttavia, negli ultimi decenni della sua vita e della sua carriera Montagnier ha fatto parlare molto di sè per aver sposato e sostenuto molte teorie antiscientifiche. Dalle sue dichiarazioni nel 2010 riguardanti l’Hiv, che poteva essere eradicato con un particolare schema nutrizionale, alle ricerche sulla memoria dell’acqua, principio alla base dell’omeopatia. E ancora: dall’uso della papaya contro la Sars e il Parkinson al sostegno di molte tesi alla base dei movimenti no vax, mettendo in dubbio la sicurezza dei vaccini. Infine, ha fatto molto discutere il suo appoggio a Stamina e di recente alle teorie complottiste legate al virus Sars-CoV-2 e ai vaccini antiCovid.

Alzheimer

A marzo negli USA c’è stato il via libera alla sperimentazione di un farmaco che previene l’Azheimer. Prevenire l’accumulo di amiloide- nel corpo potrebbe rallentare il processo della malattia o addirittura impedire l’insorgenza dell’Alzheimer. A scoprirlo, un team internazionale di ricercatori che sta conducendo una sperimentazione clinica internazionale su questa malattia degenerativa. Lo studio, descritto dettagliatamente in un articolo su Nature, consiste nella somministrazione di farmaci a persone sane nella speranza di eliminare le proteine tossiche nel cervello e scongiurare la neurogenerazione. I farmaci utilizzati sono anticorpi che sono stati sviluppati per mirare ed eliminare le proteine amiloide nel cervello, che si incastrano in masse tossiche chiamate placche. A novembre arrivano i risultati di un’altra sperimentazione di un analogo farmaco contro l’Alzheimer. 

Terapia genica

Sempre nel 2022 sono stati fatti passi in avanti anche sul delle terapie geniche da applicare contro diverse forme di tumore e altre malattie. A febbraio l’annuncio di una nuova potenziale terapia immunitaria sperimentale e altamente personalizzata per il carcinoma mammario metastatico. Questo incoraggiante risultato emerge da uno studio, pubblicato sul Journal of Clinical Oncology, condotto dagli scienziati del National Cancer Institute (NCI), parte del National Institutes of Health (NIH). Il team, guidato da Steven A. Rosenberg, ha coinvolto 42 donne con carcinoma mammario metastatico, che sono state sottoposte a una terapia sperimentale a base di linfociti infiltranti il tumore. Stando ai risultati del gruppo di ricerca, il 67 per cento del campione (28 individui) ha generato una reazione immunitaria contro il cancro. Lo stesso giorno un gruppo di ricercatori dell’Ospedale Bambino Gesù di Roma (prima firma Franco Locatelli) ha annunciato uUna nuova terapia genica potrebbe rivoluzionare il trattamento della talassemia, una malattia del sangue ereditaria molto grave causata da un difetto genetico che provoca la distruzione dei globuli rossi. Lo studio ha dimostrato che la terapia “betibeglogene autotemcel” (beti-cel) è in grado di liberare il 91 per cento dei pazienti con talassemia dalla “schiavitù” delle trasfusioni. Su 22 pazienti che hanno preso parte allo studio, pubblicato sulla rivista New England Journal of Medicine, ben 20 non hanno avuto bisogno di trasfusioni per all’incirca 1 anno.

Spazio

Anche lo spazio è stato protagonista. Non solo per le straordinarie scoperte legate alla entrata in funzione del WEBB Space Telescope che ci ha permesso di osservare le galassie più lontane mai osservate con una altissima risoluzione, ma anche per l’avvio della Missione Artemis, destinata a portare sulla Luna la prima donna. Una donna italiana, Samantha Cristoforetti, è tornata nello spazio per guidare una nuova missione sulla Stazione Spaziale Internazionale in cui si è resa protagonista di una missione extraveicolare. L’11 marzo, il team del James Webb Space Telescope della NASA ha completato la fase di allineamento nota come “fine phasing”. Il 12 luglio l telescopio James Webb della NASA ha rivelato “l’immagine più profonda del nostro Universo che sia mai stata scattata” e svelerà i misteri di ciò che è accaduto subito dopo il Big Bang. “Più lontano di quanto l’umanità abbia mai guardato prima, e stiamo solo iniziando a capire cosa Webb può fare e farà”, ha detto l’amministratore della NASA, Bill Nelson. “Siamo nel bel mezzo dell’acquisizione di dati storici”. Queste immagini iniziali si basano su sole 120 ore di osservazione nel corso di cinque giorni. Non solo Webb. A maggio è stata pubblicata la foto del buco nero al centro della nostra Via Lattea. Già in passato gli scienziati avevano scoperto stelle che si muovevano intorno a un corpo invisibile, compatto e molto massiccio al centro della Via Lattea. Quelle osservazioni suggerivano che l’oggetto in questione, chiamato Sagittarius A* (Sgr A*), fosse un buco nero, e l’immagine resa pubblica oggi fornisce la prima prova visiva diretta a sostegno di questa ipotesi. Anche se non possiamo vedere il buco nero stesso, perchè non emette luce, il gas che brilla attorno ad esso possiede un aspetto distintivo: una regione centrale scura (chiamata “ombra” del buco nero) circondata da una struttura brillante a forma di anello. La nuova immagine cattura la luce distorta dalla potente gravità del buco nero, che ha una massa pari a quattro milioni di volte quella del Sole.

Ritorno sulla Luna

Dopo due tentativi andati a vuoto, il 16 novembre il razzo Artemis 1 è finalmente decollato verso la Luna. “Osservare il razzo che si solleva è davvero una forte emozione, il lancio di oggi rappresenta il primo passo verso il ritorno alla Luna”. Cosi’ Umberto Guidoni, astronauta, astrofisico, scrittore e divulgatore italiano, commenta all’AGI il lift-off della missione Artemis 1, partita oggi 16 novembre alle 7:47 ora italiana dalla piattaforma 39B del Kennedy Space Center, in Florida. Il decollo era previsto alle 7:04, ma il team ha sospeso il countdown a T-10 per effettuare degli ultimi controlli e assicurarsi che tutto fosse pronto. “Il razzo SLS – afferma l’astronauta italiano – ha gli stessi motori dello shuttle, quindi per me la maestosità del decollo ha anche un sapore di deja-vu. Mi ricorda la mia personale esperienza a bordo della navicella diretta alla Stazione Spaziale Internazionale”. Guidoni, primo europeo a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, è stato infatti uno dei membri della missione STS-100, partita dal Kennedy Space Center con lo Space Shuttle Endeavour. Artemis 1 è la prima missione del programma Artemis, i cui obiettivi finali riguardano il ritorno dell’uomo sulla Luna e la costruzione di una base sulla superficie del satellite, che dovrà supportare i viaggi di lunga durata attraverso il cosmo. Il 27 novembre L’Agenzia spaziale europea (Esa) si è impegnata “formalmente” con il nostro paese a includere uno dei due astronauti italiani della classe 2009 alla missione a bordo della futura stazione spaziale Lunar Gateway dell’orbita lunare, prevista tra il 2025 e il 2030. Potrebbero essere cioè Samantha Cristoforetti o Luca Parmitano. Lo conferma all’AGI il presidente dell’Agenzia spaziale italiana (Asi) Giorgio Saccoccia, a margine della Conferenza Ministeriale dell’Esa a Parigi.

Marte

Quindici mesi dopo l’atterraggio della NASA nel cratere Jezero, il rover Perseverance ha iniziato la ricerca della vita su Marte. Il 28 maggio, Perseverance ha prelevato una macchia circolare larga 5 centimetri in una roccia alla base di quello che un tempo era un delta del fiume nel cratere. Questo delta si è formato miliardi di anni fa, quando un fiume scomparso da tempo ha depositato strati di sedimenti a Jezero. Sulla Terra, i sedimenti fluviali di solito pullulano di vita per questo motivo la NASA ha inviato qui il rover. Le immagini del punto appena macinato mostrano piccoli granelli di sedimento, che gli scienziati sperano contengano tracce chimiche o di altro tipo di vita. Il rover trascorrerà i prossimi mesi esplorando il delta di Jezero, mentre gli scienziati della missione decideranno dove vogliono perforare ed estrarre campioni di roccia. La NASA e l’Agenzia spaziale europea (ESA) hanno in programma di recuperare quei campioni e riportarli sulla Terra per studiarli, non prima del 2033, nel primo ritorno in assoluto di un campione da Marte. Pochi giorni fa il rover ha cominciato a rilasciare i campioni su Marte in attesa che vengano prelevati.

Un Qubit che vale il nobel per la fisica

Passi in avanti importanti sono stati fatti nella realizzazione dei nuovi computer quantistici e nella comprensione dei meccanismi quantistici di entaglement e di trasferimento delle informazioni. Un gruppo di ricercatori tra cui l’italiano Giordano Scappucci 44enne romano che lavora in Olanda al QuTech della TU Delft (Università Tecnica di Delft) , ha pubblicato su Nature una notizia che apre la strada alla creazione di processori quantistici basati su silicio per la produzione e l’applicazione nel mondo reale. “Usiamo la tecnologia che abbiamo già – ha detto all’AGI – e cerchiamo di cambiarla il minimo possibile. Il risultato che abbiamo ottenuto è che siamo riusciti ad avere alta fedeltà nei calcoli quantistici usando tecnologia su silicio. Perchè se non hai l’alta fedeltà non vai da nessuna parte e secondo noi, se non hai chip su silicio farai poca strada nella lunga maratona che occorre fare per verso la realizzazione del computer quantistico”.

A ottobre, il premio Nobel per la Fisica 2022 è stato assegnato oggi ad Alain Aspect, John F. Clauser e Anton Zeilinger “per gli esperimenti con fotoni entangled, che hanno stabilito la violazione delle disuguaglianze di Bell e hanno aperto la strada alla scienza dell’informazione quantistica”. Utilizzando esperimenti rivoluzionari, Alain Aspect, professore all’Universitè Paris-Saclay e all’ècole Polytechnique in Francia e socio straniero delli’Accademia dei Lincei, John Clauser, ricercatore JF Clauser & Assoc. negli Stati Uniti, e Anton Zeilinger, professore all’Università di Vienna in Austria, hanno dimostrato il potenziale per indagare e controllare le particelle che si trovano in stati entangled. Cio’ che accade a una particella in una coppia entangled determina cio’ che accade all’altra, anche se sono davvero troppo distanti per influenzarsi a vicenda. Lo sviluppo di strumenti sperimentali da parte dei vincitori ha gettato le basi per una nuova era della tecnologia quantistica.

Natura

Nel corso del 2022 sono aumentati anche gli sforzi per la conservazione di specie ad altissimo rischio di estinzione e anche i progetti di esplorazione della natura che hanno portato alla ricscoperta di specie che si ritenevano estinte e al ritorno alla vita naturale di specie che invece avevano visto pregiudicato il loro habitat naturale, come per esempio il pappagallo, rarissimo, l’Ara di Spix, o Cyanopsitta spixii più conosciuto come Blu, lo stesso del protagonista di un flm della Walt Disney. Inoltre, diversi studi ci hanno avvicinato di più al mondo animale facendoci scoprire caratterstiche che non sospettavamo, come per esempio, la scoperta che molte specie – inclusi i pesci – hanno un loro linguaggio e che, almeno nel caso dei lamantini, siamo riusciti a interpretarlo.

Nel corso dell’anno il consorzio BioRescue sta sviluppando metodi avanzati di riproduzione assistita per salvare il rinoceronte bianco del nord dall’estinzione. In questa missione gli ovociti delle ultime femmine rimaste giocano un ruolo chiave poichè da essi, tramite la fecondazione in vitro con lo sperma di maschi ormai deceduti, vengono creati embrioni. Il Max Delbruck Center for Molecular Medicine (MDC) di Berlino, che fa parte del consorzio BioRescue, sta lavorando con i partner di Monaco e di Kyushu (Giappone) su una seconda strategia: ottenere ovociti a partire da cellule staminali. Il team è riuscito a creare cellule staminali pluripotenti indotte (iPSC) da Nabire,un rinoceronte bianco del Nord e successivamente dei gameti.

Siccità, la novembrata e alluvioni

Il 2022 è stato anche l’anno della grande siccità in Europa che ha avuto il suo fulcro proprio in Italia, sulle regioni tirreniche e sulla valle del Po’. Con la siccità, che ha quasi ridotto a un rigagnolo il maestoso Po’ e ha visto chiudere alla navigazione delle chiatte il Reno, sono arrivate anche ondate di calore che si sono protratte da maggio a novembre, facendo saltare un po’ ovunque i termometri sopra le medie stagionali soprattutto nel vecchio continente. L’Europa ha registrato l’ottobre più caldo in assoluto, con temperature superiori di quasi 2 C rispetto al periodo di riferimento compreso tra il 1991 e il 2020. Lo ha rilevato il Servizio per il Cambiamento Climatico di Copernicus (Copernicus Climate Change Service, C3S), implementato dal Centro Europeo per le Previsioni Meteorologiche a Medio Termine per conto della Commissione europea, con il finanziamento dell’UE, che pubblica regolarmente bollettini climatici mensili che riportano i cambiamenti osservati nella temperatura dell’aria superficiale globale, nella copertura del ghiaccio marino e nelle variabili idrologiche. 

Fusione nucleare e lotta al climate change

Proprio la ricerca di nuove fonti energetiche a zero emissioni di CO2 e la necessità di conoscere e osservare con tempestività gli esiti, hanno portato a nuovi importanti risultati nella ricerca nel campo della fusione nucleare, dove si sono aperte prospettive interessanti su diversi approcci tecnologici, e sull’osservazione della Terra con la messa in orbita di un nuovo satellite meteo MTG-1 in grado di vedere con maggiore risoluzioni anche gli eventi più catastrofici. Due le novità nel campo della fusione. La prima in aprile dall Regno Unito. First Light Fusion (First Light), lo spin-out della fusione dell’Università di Oxford, ha confermato di aver raggiunto i suoi primi obiettivi di fusione nucleare. L’Autorità per l’Energia Atomica del Regno Unito (UKAEA) ha convalidato in modo indipendente il risultato. Questa è la prima volta che la fusione viene raggiunta utilizzando gli obiettivi unici sviluppati da First Light e la corrispondente tecnologia dei proiettili. La missione di First Light è risolvere il problema dell’energia da fusione con la macchina più semplice possibile. La fusione a proiettile è un nuovo approccio alla fusione inerziale che è più semplice, più efficiente dal punto di vista energetico e presenta un rischio fisico inferiore. First Light ha ottenuto la fusione dopo aver speso meno di 45 milioni di sterline e con un tasso di miglioramento delle prestazioni più veloce di qualsiasi altro schema di fusione nella storia. Invece di utilizzare laser o magneti complessi per generare o mantenere le condizioni per la fusione, l’approccio di First Light è quello di comprimere il carburante all’interno di un bersaglio utilizzando un proiettile che viaggia ad altissima velocità. La tecnologia chiave nell’approccio di First Light è il design dell’obiettivo, che concentra l’energia del proiettile, facendo implodere il carburante alle temperature e alle densità necessarie per realizzare la fusione.

All’una di notte del 5 dicembre, i ricercatori del National Ignition Facility (NIF) in California, concentrando 2,05 megajoule di luce laser su una minuscola capsula di combustibile per fusione hanno innescato un’esplosione che ha prodotto 3,15 MJ di energia, l’equivalente di circa tre candelotti di dinamite. Si tratta di un passo in avanti importante perchè fino ad oggi, gli esperimenti non erano mai andati in positivo (net gain). Un risultato che non sorprende perchè andando indietro nel tempo e scorrendo i risultati ottenuti in passato, il livello di energia ottenuto durante un processo di reazione di fusione controllata è stato sempre in crescita. I dati di oggi sarebbero in linea con l’evoluzione delle tecnologie e ci avvicinano a una nuova fase dello sviluppo di un ipotetico reattore.

Il Nobel ai Neandertal

Si chiama Svante Paabo, è un ricercatore svedese, socio straniero dell’Accademia dei Lincei ed è stato appena insignito del Premio Nobel per Medicina e Fisiologia 2022 “per le sue scoperte riguardanti i genomi degli ominidi estinti e l’evoluzione umana”. Lo scienziato, nato a Stoccolma nel 1955, co-dirige il Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology di Lipsia e ha ricevuto la laurea honoris causa in numerose università. A distanza di 40 anni, Paabo riceve il Nobel nella stessa categoria con cui era stato premiato nel 1982 il padre, Sune K. Bergstrom. L’Assemblea del Nobel al Karolinska Institutet ha deciso di assegnare il prestigioso riconoscimento al lavoro Paabo sull’analisi del genoma di Neanderthal, che ha permesso di studiare l’evoluzione umana, la relazione dell’Homo Sapiens con i propri antenati e il modo in cui il trasferimento genetico influenzi il sistema immunitario odierno. Poche settimane dopo l’annuncio del premio, la pubblicazione su Nature della scoperta, in Siberia della prima famiglia neadertaliana. A rendere possibile la scoperta, i lavori del neo premio Nobel.

Guerra e Scienza

L’anno è stato anche funestato dalla guerra e dalle minacce nucleari derivate dalle operazioni militari russe nei pressi delle centrali atomiche ucraine di Chernobil e di Zapoiriza. Non solo. Con il conflitto sono cominciate a emergere anche i primi problemi di approvvigionamento delle materie prime alimentari (grano e mais) e le prime azioni di guerra ibrida, che hanno messa a dura prova le infrastrutture digitali ucraine e dei paesi occidentali. La guerra ha anche pregiudicato alcune missioni spaziali che avrebbero dovuto vedere il via proprio quest’anno, come per esempio quella Dell’Agenzia Spaziale Europea che doveva inviare su Marte un nuovo rover.

Eruzione Tonga e terremoto Marche

Il 2022 è stato anche l’anno della grande eruzione del vulcano Hunga Tonga nel Pacifico. L’onda d’urto data dalla violenta eruzione del vulcano Hunga Tonga, è stata avvertita in tutto il mondo, ha viaggiato attraverso l’atmosfera ed ha generato perturbazioni fino in Italia e in Spagna che, in alcuni casi hanno anche influito sul livello del mare. A Minorca, nelle Isole Baleari, è stata misurata una variazione del livello del mare di 40 cm. Il pennacchio dell’eruzione è stato il più alto mai osservato che ha riversato nella troposfera una quantità enorme di vapore acqueo. Nel 2022 una scossa di terremoto è tornata a far tremare il centro Italia. Fortunatamente stavolta l’epicentro è stato in mare, abbastanza lontano dalle aree abitate da non arrecare troppi danni. (AGI)

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