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Luna, parte la prima missione verso il suo lato nascosto

La missione cinese Chang’e4 parte il 7 dicembre 2018 alle 19.30. Si tratta della prima volta in cui una missione spaziale potrebbe raggiungere la faccia sempre nascosta della Luna, presso il gigantesco cratere nel bacino Polo Sud-Aitken

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(foto: Nasa Goddard) (foto: NASA Goddard)

Una missione unica nel suo genere. Stiamo parlando della cinese Chang’e 4che per la prima volta in assoluto è diretta verso la faccia sempre nascostadella Luna. E che partirà il 7 dicembre 2018 alle nostre 19:30 – orario che in Cina corrisponde alle 2:30 di mattina dell’8 dicembre. La missione è ai blocchi di partenza e prenderà il volo dal centro spaziale di Xichang, chiamato anche Base 27, in provincia di Sichuan, nella Cina sud-occidentale. Chang’e 4 è frutto di un aggiornamento della cinese Chang’e 3, che nel 2013 ha effettuato il primo allunaggio dall’ultima missione, la sovietica Luna 24 nel 1976.

Se tutto procede come previsto, dopo 27 giorni di viaggio, Chang’e 4 prevede l’arrivo di un lander e di un rover nel bacino Polo Sud-Aitken, un cratere meteoritico di grandissime dimensioni, circa 2500 km di diametro, invisibile dalla Terra, nella faccia della Luna perennemente nascosta al nostro pianeta. Precisamente, la missione arriverà nel cratere Von Kármán.

Il bacino Polo Sud-Aitken è il maggiore cratere da impatto sulla Luna e fra i più vasti del Sistema solare, motivo per cui risulta essere un punto di grande interesse per ottenere informazioni sulla formazione della Luna e dei pianeti. Non si sa quanto questo bacino sia antico, tuttavia, secondo le analisi delle missioni Apollo della Nasa, la formazione della maggior parte dei crateri sulla Luna risale a circa 3,9 miliardi di anni fa. Oggi gli scienziati studieranno se anche questo enorme cratere si è formato in quel periodo, così da poter confermare i modelli precedenti.

In generale, gli obiettivi della missione sono descritti in uno studio appena pubblicato su Planetary and Space Science. In particolare, Chang’e 4 studierà la superficie e la sotto-superficie lunare, dunque la geologia della Luna e degli strati interni sottostanti, con un’analisi della composizione mineralogica e topografica. Particolarmente interessanti saranno gli studi radioastronomici, che rileveranno le onde radio emesse da processi fisici nello Spazio, in una regione, come quella del retro lunare, libera da interferenze (quali quelle della ionosfera terrestre, delle aurore e le radio-frequenze prodotte dall’uomo). La missione, inoltre, analizzerà il vento solare, ovvero il flusso di particelle cariche provenienti dal Sole. Mentre un altro esperimento testerà la possibilità di far crescere delle piante sul territorio lunare, nonostante la gravità ridotta: l’agenzia di stampa cinese Xinhua, infatti, riporta che la missione porterà a bordo dei semi di piante e uova del baco da seta, per provarne la coltivazione.

Nessuna missione ha mai raggiunto la parte nascosta della Luna. Dalla Terra vediamo sempre la stessa faccia, circa una metà della superficie del nostro satellite. Questo avviene perché il tempo impiegato dalla Luna a ruotare su stessa è uguale a quello con cui gira intorno alla Terra. Tale fenomeno fa sì che anche riuscire ad arrivare sulla parte oscura non sia semplice, dato che per inviare informazioni da e per la Luna risulterebbe necessario avere una ulteriore sonda per trasmettere le comunicazioni dal lander alla Terra e viceversa. Ma la Cina ha ovviato a questo problema, dato che lo scorso 21 maggio 2018 ha inviato il satellite Queqiao, il satellite relay che rappresenterà un ponte per il passaggio delle informazioni fra la Terra e il lander.

Ancora non è iniziato il countdown per Chang’e 4 e già sappiamo cosa farà la prossima missione cinese Chang’e 5, che riporterà sulla Terra campioni di circa 2 kg prelevati dalle rocce della Luna. Insomma, l’esplorazione di cosa c’è nella parte nascosta della Luna sta per iniziare. Il sogno degli astronomi, come spiega su The Guardian Tamela Maciel dello Uk National Space Centre a Leicester, è quello di porre un radiotelescopio sulla parte nascosta della Luna, dove le interferenze radio sono minimizzate: con questo strumento, spiega la scienziata, potremmo essere in grado di rilevare oggetti celesti lontani e antichi nell’Universo. E Chang’e 4 è il primo passo per arrivare a questo risultato.





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Detective presso Computer Crime Research Center. Investigazioni Roma. Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni Seminario Analisi del Crimine Violento Università di Roma

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Quel disco che non t’aspetti attorno al buco nero

Un tenue disco di materia attorno al buco nero supermassiccio della galassia Ngc 3147 è stato scoperto da Stefano Bianchi della Università Roma Tre insieme, tra gli altri, a colleghi dell’Istituto Nazionale di Astrofisica e dell’Agenzia Spaziale Italiana, grazie alle osservazioni del telescopio spaziale Hubble

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Rappresentazione artistica del tenue disco di materia attorno al buco nero supermassiccio al centro della galassia NGC 3147 Crediti: ESA/Hubble/M. Kornmesser

Un tenue disco di materia è stato individuato dove non avrebbe dovuto esserci, ovvero attorno al buco nero supermassiccio nel centro della poco luminosa galassia NGC 3147, distante 130 milioni di anni luce da noi. A scoprirlo è stato un team internazionale di ricercatori guidato da Stefano Bianchi, dell’Università degli Studi Roma Tre e a cui hanno partecipato anche colleghe e colleghi dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e dell’Agenzia Spaziale Italiana (ASI), grazie alle riprese del telescopio spaziale Hubble di NASA ed ESA. Il lavoro che descrive la scoperta è stata pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

La scoperta di un disco di materia attorno al buco nero centrale di una galassia a bassa luminosità come NGC 3147 ha sorpreso gli astronomi. I buchi neri in certi tipi di galassie come NGC 3147 sono infatti considerati “affamati”, in quanto attorno a loro non vi è sufficiente materiale catturato gravitazionalmente che possano ingurgitare e grazie al quale sono in grado di emettere enormi quantità di energia, sotto forma di getti e radiazione elettromagnetica, come la luce, ma anche più energetica, fino ai raggi X e gamma. La tenue struttura individuata nel cuore della galassia NGC 3147, che può essere considerata a tutti gli effetti una copia sbiadita dei luminosi dischi attorno ai buchi neri centrali delle galassie attive, è una novità assoluta per chi studia questi oggetti celesti estremi.

Questo è il primo, affascinante sguardo che abbiamo ottenuto di un disco così debole, tanto vicino al buco nero che le velocità della materia che lo compone e l’eccezionale forza di attrazione gravitazionale del buco nero che orbita influenzano notevolmente il modo in cui vediamo la luce emessa da questo sistema finora unico nel suo genere” dice Stefano Bianchi, che è anche ricercatore associato all’INAF.

Osservare e misurare gli effetti estremi legati all’interazione tra materia, radiazione elettromagnetica e gravità nel cuore di NGC 3147 è di estremo interesse per testare le teorie della relatività di Albert Einstein, come conferma Marco Chiaberge, In forza all’STScI e alla Johns Hopkins University, anche lui nel team che ha realizzato la scoperta: “non avevamo mai visto gli effetti della Relatività generale e speciale sulla luce visibile con un’accuratezza simile”.

I dati raccolti dallo strumento STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph) di Hubble hanno permesso di raccogliere preziose informazioni sulla velocità con cui ruota la materia del disco attorno al buco nero, pari a oltre il 10 per cento di quella della luce. Con questi valori così estremi, il gas sembra risultare più brillante mentre si sposta verso la Terra e al contrario perde luminosità mentre si allontana da noi. Questo effetto è noto come Doppler boosting o relativistic beaming. Le osservazioni di Hubble mostrano inoltre che la materia del disco è così profondamente dominata dalla forza di gravità del buco nero, la cui massa stimata è di 250 milioni di volte quella del Sole, che anche la luce prodotta dal gas che lo compone fa fatica a sfuggirgli, e ci arriva con lunghezze d’onda grandi e ci appare più arrossata. “Grazie agli effetti di distorsione della luce proveniente dal disco di gas siamo riusciti a misurare la sua distanza dal buco nero, che corrisponde a 30 miliardi di km, pari a circa 6 volte la distanza tra il Sole e Nettuno” aggiunge Andrea Marinucci, ricercatore dell’ASI, che ha partecipato allo studio.

Il team ha deciso di studiare in dettaglio il cuore della galassia NGC 3147 proprio per verificare gli attuali modelli teorici che descrivono le proprietà delle galassie attive con bassa luminosità, ovvero quelle che ospitano nel loro centro buchi neri di grande massa ma “affamati”. Questi modelli suggeriscono che i dischi di materiale dovrebbero formarsi quando grandi quantità di gas vengono catturate dalla formidabile attrazione gravitazionale prodotta da un buco nero supermassiccio, emettendo così una enorme quantità di luce, come un potentissimo faro: quello che gli astronomi chiamano quasar.

Il tipo di disco che vediamo è un quasar ridimensionato che non ci aspettavamo potesse esistere”, sottolinea Alessandro Capetti dell’INAF a Torino, anch’egli nel team di Bianchi. “È lo stesso tipo di disco che vediamo negli oggetti che sono 1000 o anche 100.000 volte più luminosi. È quindi evidente che le previsioni degli attuali modelli per galassie attive molto deboli in questo caso falliscono”.

La scoperta è pubblicata sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” nell’articolo HST unveils a compact mildly relativistic Broad Line Region in the candidate true type 2 NGC 3147 di Stefano Bianchi, Robert Antonucci, Alessandro Capetti, Marco Chiaberge, Ari Laor, Loredana Bassani, Francisco J. Carrera, Fabio La Franca, Andrea Marinucci, Giorgio Matt, Riccardo Middei, Francesca Panessa





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Horizon Europe: 100 miliardi di euro per la scienza europea

Il nono programma quadro di finanziamento che plasmerà la ricerca europea dei prossimi anni è quasi pronto, ma spetterà al nuovo Parlamento di Strasburgo approvarlo e metterlo in pratica

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La sede del parlamento europeo a Strasburgo (agefotostock / AGF)

I politici non brillano per velocità, ma quest’anno il Parlamento dell’Unione Europea e i leader degli stati membri hanno lavorato a tempo di record per elaborare un accordo che potrebbe assegnare ai ricercatori europei sovvenzioni per più di 100 miliardi di euro su un periodo di sette anni.

Un giorno prima che il Parlamento fosse sciolto, il 17 aprile, sono state approvate le linee generali del prossimo programma quadro europeo per la ricerca, Horizon Europe, che durerà dal 2021 al 2027. I programmi di ricerca pluriennali dell’UE, molto ambiti, sostengono la ricerca universitaria e industriale nei 28 stati membri e in altri paesi che pagano per partecipare, determinano gli obiettivi della ricerca scientifica e danno origine a iniziative importanti: la versione attuale del fondo, Horizon 2020, comprende progetti da un miliardo di euro dedicati al cervello e alle tecnologie quantistiche.

Il successo della trattativa, durata appena quattro mesi, ha dato un po’ di conforto a ricercatori e direttori scientifici preoccupati per i risultati delle elezioni del Parlamento europeo. Le precedenti elezioni si erano tenute nel 2014, prima che il Regno Unito si pronunciasse per l’uscita dall’UE e prima del netto aumento del sostegno ai partiti populisti in Polonia, in Italia e in altri paesi europei.

L’UE dedica alla ricerca più dell’otto per cento del suo bilancio settennale 2014-2020 di mille miliardi di euro, e alcuni funzionari ipotizzano che in futuro i mutamenti politici potrebbero modificare la disponibilità a spendere così tanto per la ricerca scientifica. “L’Europa non è più quella che era nelle scorse elezioni. Grazie a Dio siamo riusciti almeno a ottenere l’accordo parziale così presto”, ha commentato una fonte interna.

Molti fondi potrebbero ancora essere sottratti a Horizon Europe. Il nuovo Parlamento potrebbe ridurne il budget provvisorio, che nella proposta attuale è di circa 107 miliardi di euro e include un fondo per la ricerca nel settore della difesa per un valore di 13 miliardi di euro. Potrebbe anche ridistribuire i fondi all’interno del programma, oppure soffocare le speranze della Commissione europea, l’organo esecutivo dell’UE, di aprire ancora di più il programma Horizon Europe a partner extraeuropei come il Canada o la Corea del Sud, e anche al Regno Unito dopo la Brexit.

L’UE sovvenziona anche altre attività collegate alla ricerca (tra cui la proposta di un programma spaziale da 16 miliardi di euro che sarà supervisionato da una nuova agenzia europea con sede a Praga), che potrebbero anch’esse essere riviste nelle trattative sul budget. Inoltre, quest’anno il Parlamento, assieme ai capi di stato dei paesi membri, nominerà nuovi direttori per i vari servizi della Commissione, inclusa la Direzione generale della ricerca.

Anche se i politici non toccheranno il futuro budget per la ricerca e non modificheranno l’attenzione europea alla scienza, le tensioni geopolitiche potrebbero comunque rinfocolare ancora di più gli estenuanti dibattiti su come l’Unione europea potrebbe sostenere solo il meglio della ricerca e allo stesso tempo affrontare il problema delle disuguaglianze. Gli stati entrati a far parte dell’UE dopo il 2004 ricevono dal programma per la ricerca meno fondi (pro capite) di membri più ricchi come la Germania e la Francia, anche se l’UE aiuta i nuovi arrivati più poveri con altri fondi per le infrastrutture scientifiche.

Quel che è certo è che le discussioni sulle dimensioni e le finalità del prossimo programma quadro per la ricerca plasmeranno il futuro della scienza europea. “Horizon 2020 ha un’ottima fama a livello internazionale. Non esiste niente di paragonabile, e un singolo stato farebbe molta fatica a replicarlo”, afferma Paul Nurse, il genetista vincitore del premio Nobel che dirige il Francis Crick Institute di Londra. “Se il Regno Unito vuole continuare ad avere rilevanza scientifica dopo la Brexit, deve partecipare a Horizon Europe”.

Il motore della collaborazione europea
Perché Horizon Europe è così importante? Sarà la nona edizione della serie di grandi programmi europei di ricerca iniziati nel 1984. Un aspetto unico di questi sistemi di sovvenzioni è che per raggiungere obiettivi politici come quelli di stimolare l’economia e migliorare la salute e il benessere dei cittadini puntano su ampie collaborazioni transfrontaliere.

“Nessun altro sistema di ricerca al mondo funziona così”, commenta Nadia Rosenthal, esperta di genetica dei topi e direttrice scientifica al Jackson Laboratory a Bar Harbor, nel Maine, che ha partecipato ai consorzi di ricerca dell’UE quando lavorava al Laboratorio europeo di biologia molecolare (European Molecular Biology Laboratory) a Roma. Poiché l’Unione Europea decide il bilancio a tranche pluriennali, il programma quadro è abbastanza stabile anche dal punto di vista finanziario.

In media, i programmi di ricerca e gli altri fondi di ricerca europei rappresentano circa il 10-15 per cento della spesa totale annua per la ricerca e lo sviluppo (R&D) dei 28 governi degli stati membri. (L’influenza dei programmi nello stimolare la ricerca è stata maggiore di quanto possano far pensare queste cifre, perché in molti casi l’UE chiede ai partecipanti un investimento pari ai fondi ricevuti.)

I primi programmi destinavano quasi tutte le sovvenzioni alle collaborazioni industriali e transfrontaliere, ma a ogni edizione sono diventati più ampi e con iniziative più variegate. Con il quarto programma quadro, nel 1994, si è aggiunto il programma transnazionale di borse Marie Curie di formazione per la ricerca, oggi chiamate Azioni Marie Sklodowska-Curie; con il settimo programma quadro, nel 2007, è nato il prestigioso European Research Council (ERC), che assegna borse di valore considerevole a singoli scienziati eminenti-

L’ottavo programma quadro – quello ora in corso, cioè Horizon 2020 – ha infine  aggiunto l’Istituto europeo di innovazione e tecnologia (European Institute of Innovation and Technology, EIT), una serie di collaborazioni europee su larga scala per affrontare specifiche sfide a livello globale. Un elemento nuovo di Horizon Europe sarà il Consiglio europeo per l’innovazione (European Innovation Council, EIC), un programma di sovvenzioni progettato per dare sostegno agli imprenditori che lanciano imprese start-up e ai ricercatori che sviluppano idee commerciali innovative.

Impegnarsi tutti insieme
Il cardine fondamentale dei programmi di ricerca dell’UE sono le collaborazioni multinazionali tra università e industria, che costituiscono quasi metà del budget proposto per Horizon Europe e coprono aree come la salute, il clima, l’economia digitale, la sicurezza e l’alimentazione. Ai politici piacciono tantissimo, ma gli scienziati hanno spesso un atteggiamento più ambivalente: come fonte di sovvenzioni le collaborazioni di questo tipo sono le benvenute, ma a volte richiedono di fare i conti con regole burocratiche contorte.

Il processo di candidatura è complicato, secondo il ricercatore in biomedicina Seppo Ylä-Herttuala dell’Università della Finlandia orientale a Kuopio, che dal 1995 ha partecipato a una buona decina di collaborazioni del genere per sviluppare una terapia genica per le malattie cardiovascolari e che oggi commenta: “Ci vuole coraggio ed esperienza”. Ylä-Herttuala – che oggi nel quadro di Horizon 2020, partecipa a un consorzio che sta conducendo una sperimentazione clinica – osserva che, poiché la Finlandia è uno stato piccolo e ai margini geografici dell’Unione Europea, senza il consorzio europeo, ben più vasto e popoloso, non gli sarebbe stato possibile raccogliere il numero di pazienti necessario per la sperimentazione.

Le richieste per i programmi di collaborazione superano di gran lunga la disponibilità. La Commissione riferisce che nella prima metà di Horizon Europe la percentuale di candidature accolte è stata appena del 12,6 per cento e che secondo i responsabili della selezione circa un terzo delle candidature rifiutate avrebbe meritato i finanziamenti. (La percentuale di domande che vanno a buon fine è ora scesa al 12 per cento.) Anche l’ERC è inondato di richieste, con percentuali di accoglimento altrettanto basse. L’aumento delle risorse economiche previste per Horizon Europe è un tentativo di affrontare questo problema.

Horizon 2020 è ancora in corso, ma finora l’UE lo considera un successo; una valutazione intermedia resa nota nel 2017 rilevava che il programma ha avuto un impatto notevole.

Secondo le proiezioni elaborate con modelli macroeconomici, entro il 2030 il programma avrà generato più di 400 miliardi di euro in benefici economici e, sempre secondo la valutazione intermedia, più di quattro progetti su cinque tra quelli finanziati grazie a Horizon 2020 non sarebbero stati portati avanti senza i soldi dell’UE. Però il testo affermava anche che non si spende abbastanza per lo sviluppo sostenibile e la ricerca sul clima, e che il programma non ha raggiunto le aziende giovani in rapida crescita e gli innovatori che lavorano su tecnologie di punta. Il nuovo Consiglio europeo per l’innovazione vuole sopperire a questa mancanza.

Dai progetti flaghsip alle nuove “missioni”
Il nuovo programma porterà anche altri cambiamenti. All’interno di Horizon 2020 la Commissione aveva lanciato tre programmi principali, detti progetti flagship, con cui prometteva un miliardo di euro nel corso di dieci anni a singoli consorzi perché si concentrassero rispettivamente sul cervello, sul grafene e sulle tecnologie quantistiche.

L’idea dei progetti flagship è stata abbandonata, anche se i tre consorzi già attivi continueranno a essere sostenuti, mentre le idee che si stavano sviluppando per gli altri troveranno posto in altri settori di Horizon Europe, osserva Robert-Jan Smits, che ha contribuito a preparare la prima proposta di Horizon Europe in veste di direttore generale per la ricerca della Commissione, una carica che ha lasciato a marzo per diventare presidente del Politecnico di Eindhoven, nei Paesi Bassi.

La grande novità del programma sono le “missioni”, collaborazioni ben finanziate che dovrebbero avere un impatto misurabile in aree rilevanti per una parte significativa della popolazione europea. Invece di puntare su singoli consorzi, come facevano i programmi flagship, le missioni dovrebbero indire gare d’appalto e scegliere una costellazione di offerte vincenti. Per un periodo di prova di tre anni, fino al dieci per cento delle risorse economiche destinate a Horizon Europe sarà dedicato a un numero limitato di missioni. Le cinque aree proposte e inserite nell’accordo di aprile sono: cambiamento climatico, cancro, oceani e acque, città smart, e alimentazione e suolo.

Un sistema ingiusto?
Per gli scienziati di paesi che spendono poco per la ricerca, i programmi centralizzati dell’UE rappresentano una speranza. “Per noi i fondi europei per la ricerca sono a dir poco essenziali”, afferma Igor Papic, ingegnere elettrico dell’Università di Lubiana, in Slovenia, che partecipa a un progetto Horizon Europe il cui obiettivo è l’integrazione delle fonti di energia rinnovabile nella rete elettrica europea. “Se dovessimo affidarci solo alle fonti di finanziamento locali, di fatto non potremmo partecipare a questo tipo di ricerche.”

La maggior parte delle nazioni con budget limitati per la ricerca scientifica sono i paesi ex-comunisti dell’Europa centrale e orientale, che assieme a due piccoli stati come Cipro e Malta sono entrati a far parte dell’UE dopo il 2004. Finora questo gruppo, detto UE-13, ha ottenuto appena il cinque per cento dei fondi di Horizon 2020, anche se contribuisce per il nove per cento al bilancio totale. Tre nazioni dell’UE-13, cioè Cipro, Estonia e Slovenia, hanno ricevuto dal programma più di quanto abbiano versato, ma altri paesi hanno avuto meno successo: per ogni euro che Polonia e Romania hanno versato finora a Horizon 2020, hanno ricevuto solo 33 centesimi.

L’UE ha cercato di favorire l’aumento della partecipazione di scienziati e istituzioni nei paesi più deboli. Ha associato gli istituti di ricerca più importanti con altri nei paesi più poveri, ha dato contributi da usare per offrire a ricercatori di punta posti da direttore della ricerca presso le istituzioni dei nuovi stati membri e ha offerto corsi di formazione, supervisioni e consulenze destinati a migliorare la qualità delle richieste di sovvenzione nella fase di preparazione delle domande. “Il fatto è che di fronte ai paesi più forti ci manca proprio la capacità competere con successo per i fondi e per i migliori talenti”, sostiene David Smith, direttore dell’ente multidisciplinare Institut Ruder Boškovich a Zagabria, che è il più grande ente pubblico di ricerca della Croazia.

Horizon 2020 destina circa un miliardo di euro a questi tentativi di aiutare gli scienziati provenienti dalle regioni europee meno impegnate nella ricerca a essere più concorrenziali nella gara per i finanziamenti, ma Horizon Europe propone di triplicare la somma.

Altri aiuti agli stati dell’UE-13 arrivano sotto forma di fondi strutturali, sussidi per il miglioramento delle infrastrutture destinati alle regioni più povere dell’Unione, condizionati al fatto che gli stati riceventi investano fondi propri pari almeno a una parte di quelli ricevuti. Gli stati che hanno ottenuto questi finanziamenti li hanno finora per lo più destinati a progetti come la costruzione di strade, ma negli ultimi decenni la Commissione ne ha incoraggiato l’uso per sostenere la ricerca e l’innovazione.

Quest’anno, per esempio, la Croazia ha destinato 72 milioni di euro a una grande espansione dell’Institut Ruder Boškovich, in quello che è il maggiore investimento in ricerca mai finanziato nel paese da fondi strutturali. E all’interno di Horizon 2020 la Commissione ha permesso per la prima volta di pagare progetti di ricerca con i soldi dei fondi strutturali, grazie al programma Seal of Excellence, il quale sostiene le proposte che hanno ottenuto un punteggio alto ma non sono riuscite a ottenere sovvenzioni.

Tra il 2014 e il 2020 l’UE ha messo a disposizione 461 miliardi di euro in fondi strutturali e ha imposto agli stati membri l’obiettivo di investirne il 30 per cento in ricerca, ma in realtà i paesi hanno deciso di usarne a quello scopo meno del dieci per cento (44 miliardi di euro). Il fanalino di coda è stata la Romania, che ha indirizzato alla scienza solo il 4,5 per cento dei suoi fondi strutturali. L’ammontare totale dei fondi strutturali per Horizon Europe non è ancora stato negoziato, perché dipenderà dal bilancio generale dell’UE, sul quale gli stati membri e il nuovo Parlamento dovranno pronunciarsi entro la fine dell’anno.

La responsabilità di non sfruttare al meglio le possibilità offerte dall’UE va ascritta in realtà ai governi nazionali dell’UE-13, sostiene Christian Ehler, un politico tedesco che si è dato da fare per far arrivare il pacchetto Horizon Europe al Parlamento europeo, che commenta: “Devono sviluppare una maggiore voglia di scienza. I paesi che oggi hanno solo poche unità di ricerca concorrenziali faranno fatica ad avere successo se non rafforzano in modo netto la loro capacità complessiva di ricerca”.

Per quanto generosi, i fondi strutturali non possono bastare a contrastare del tutto le ingiustizie, afferma Janusz Bujnicki, direttore del reparto di bioinformatica all’International Institute of Molecular and Cell Biology a Varsavia e membro di un importante gruppo di consulenti scientifici della Commissione. “I nostri governi e gli enti scientifici devono anche assicurarsi che i fondi strutturali siano usati in modo sostenibile”, aggiunge. “Limitarsi a erogare fondi di avvio per le infrastrutture scientifiche e a pregare che Dio mandi più soldi per la ricerca in sé non è una buona idea.”

Aprirsi al mondo
Alcuni paesi extraeuropei sono già “membri associati” di Horizon 2020 e questo, in pratica, li mette nelle stesse condizioni degli stati membri quando si tratta di chiedere finanziamenti. Alcuni di questi paesi sono geograficamente vicini, come la Norvegia e la Svizzera, altri sono più lontani, come Israele, ma ci sono anche paesi che hanno chiesto di aderire all’UE, come la Turchia. Per partecipare, ciascuno di questi paesi versa un contributo in base alle dimensioni della sua economia.

La Commissione vorrebbe però aprire di più Horizon Europe e permettere l’associazione di paesi con una solida tradizione scientifica, come il Canada, l’Australia e forse la Corea del Sud. “Le grandi sfide sociali dell’Europa, come il cambiamento climatico, le malattie infettive e la sicurezza alimentare, sono sempre di più sfide globali; dobbiamo collaborare a livello globale”, spiega Smits.

Alcune nazioni esterne ottengono già qualche somma piuttosto modesta dall’UE, perché possono essere coinvolte in collaborazioni multinazionali su iniziativa di singoli ricercatori, ma non possono fare domanda per ottenere fondi dall’ERC e non possono figurare come coordinatori principali dei programmi multinazionali.
La proposta di aprire il programma scientifico dell’UE al mondo potrebbe trovare qualche resistenza, soprattutto in un nuovo Parlamento di tenore populista, sostiene Christian Naczinsky, funzionario del ministero austriaco della ricerca scientifica. Due membri associati, Israele e la Svizzera si sono già aggiudicati, insieme, quasi il 12 per cento dei fondi erogati dall’ERC, con grande rammarico degli stati membri che hanno ottenuto di meno. Lo stato membro che ha tratto maggior beneficio dall’ERC è il Regno Unito, che si è aggiudicato il 20 per cento dei fondi: se lascia l’UE ma continua a partecipare ai programmi di ricerca non farà che aumentare la percentuale di ambite sovvenzioni che andranno a stati non membri.

La Commissione ha proposto un’idea diversa: che i partner esterni all’UE paghino un importo pari alle sovvenzioni che ricevono. Questo sistema con pagamento a consumo vedrebbe i partecipanti di maggior successo contribuire ai fondi dell’ERC invece di attingervi. In teoria, paesi come il Regno Unito potrebbero sovvenzionare la propria ricerca senza l’aiuto dell’ERC, ma nella pratica potrebbero avere difficoltà a replicare gli standard elevati che l’agenzia ha raggiunto grazie alla competizione a livello europeo.

Leadership scientifica
L’Unione Europea non si limita a distribuire fondi per la ricerca, ma approva anche leggi che riguardano l’ambito scientifico, che spesso hanno effetti anche sul resto del mondo. Un ottimo esempio è la legislazione REACH del 2007, che obbliga le aziende a registrare le informazioni di sicurezza per le sostanze chimiche che vogliono commercializzare nell’UE: questo provvedimento ha indotto le aziende di tutto il mondo a conformarsi agli standard europei.

Anche le recenti leggi sulla protezione dei dati hanno avuto un impatto più ampio, perché riguardano tutte le aziende private che vogliono operare in Europa. La spinta dell’UE a favore della open science, che chiede la liberalizzazione dell’accesso agli articoli scientifici e ai loro dati, ha peso limitato a livello economico ma stabilisce un precedente che altre nazioni potrebbero seguire. L’Unione Europea è in prima linea anche nella battaglia contro l’inquinamento da materie plastiche: una delle ultime azioni del Parlamento uscente è stata l’approvazione di una norma che a partire dal 2021 vieta gli oggetti di plastica usa e getta come posate e cannucce.

Nel prossimo decennio le azioni contro i cambiamenti climatici acquisteranno un rilievo sempre maggiore nel programma legislativo europeo e probabilmente costituiranno anche una parte importante del prossimo programma di ricerca. L’Unione Europea punta a ridurre le emissioni di gas serra almeno del 40 per cento (rispetto ai livelli del 1990) entro il 2030. Lo scorso anno la Commissione ha proposto di destinare 320 miliardi di euro, cioè un quarto della spesa prevista per il periodo 2021-2027, al raggiungimento di questo obiettivo; si tratta di una cifra superiore ai 206 miliardi di euro (un quinto) del budget attuale. Si ipotizza che più di un terzo dei fondi previsti per Horizon Europe avrà questa destinazione.

La struttura e la dotazione economica di Horizon Europe non saranno decise prima della fine del prossimo anno, dopo che il Parlamento e i governi degli stati membri avranno concordato il bilancio generale dell’UE. A quel punto la nuova Commissione sarà ben avviata: il mandato degli attuali 28 Commissari, uno per ciascun paese dell’UE, termina il 31 ottobre di quest’anno.

A quel punto potrebbero anche essere chiari i modi e i tempi di uscita del Regno Unito dall’Unione Europea, che poi avrà solo 27 membri. Il budget al momento proposto per Horizon Europe è basato sull’ipotesi che la Brexit abbia luogo, ma aumenterebbe se la Gran Bretagna non uscisse dall’UE.

Forse gli scienziati di nessun altro stato membro apprezzano l’importanza dei fondi europei per la scienza quanto quelli del Regno Unito, che hanno già avuto tre anni per riflettere sulle conseguenze di una loro eventuale perdita. “Il livello di collaborazione sulle grandi sovvenzioni europee finanziate dai programmi quadro dell’UE non ha paragone con alcun altro meccanismo di cui io abbia mai fatto parte”, afferma Bernard Siow, che sviluppa sistemi di imaging per tessuti biomedici al Francis Crick Institute. “Non avere l’opportunità di partecipare ai quei progetti sarebbe una grande perdita per me e per i ricercatori miei colleghi.”


L’originale di questo articolo è stato pubblicato su “Nature” il 22 maggio 2019.

 





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La prima mappa del cancro su scala genomica, con l’aiuto di CRISPR

Grazie alla tecnica di editing, un gruppo di ricerca, di cui fanno parte anche due ricercartori italiani, ha prodotto la prima mappa genomica delle vulnerabilità del cancro, identificando migliaia di geni chiave per la vitalità delle cellule tumorali e centinaia di nuovi possibili bersagli farmacologici

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Il data center del Wellcome Sanger Institute, usato per la realizzazione della prima mappa del cancro su scala genomica. (Cortesia: Data Center, Wellcome Sanger Institute)

disattivarla e comprenderne la funzione. CRISPR è la tecnica maestra per questo tipo di interventi detti knockout, e si conferma un formidabile strumento investigativo anche in campo oncologico.

Se dopo aver coltivato le cellule tumorali per due settimane, la quantità di una certa guida risulta diminuita, vuol dire che le cellule che ce l’avevano in dotazione non sono riuscite a proliferare. Se ne può dedurre che il gene corrispondente è essenziale per la sopravvivenza del tumore e che colpirlo potrebbe essere una strategia anti-cancro vincente.

“In pratica abbiamo dato a ciascun gene la possibilità di dimostrare il suo potenziale come futuro bersaglio terapeutico”, ci ha spiegato Francesco Iorio. Il bioinformatico italiano si è laureato a Salerno, per poi perfezionarsi all’Istituto Telethon di Genetica e Medicina e all’Istituto Europeo di Bioinformatica di Cambridge. Ora è a capo del gruppo che fornisce il supporto computazionale al progetto Cancer Dependency Map al Wellcome Sanger Institute.

“Il problema è che lo sviluppo di nuovi farmaci in ambito oncologico presenta un livello altissimo di attrito. Il 95 per cento dei candidati farmaci fallisce le ultime fasi di sperimentazione clinica, perciò è di fondamentale importanza partire con un target che abbia un’alta probabilità di arrivare fino in fondo”, continua il ricercatore. Questa è proprio la filosofia di Open Targets, il consorzio di istituzioni accademiche e industrie farmaceutiche che ha finanziato gli esperimenti.

Il “knock-out screening” del Sanger ha individuato migliaia di geni chiave per la vitalità delle cellule tumorali, ma molti di questi sono necessari anche per mantenere in vita le cellule sane, dunque non possono essere presi di mira. Con gli algoritmi messi a punto da Iorio, però, è possibile distinguere questi due casi, e anche discriminare le cellule uccise dalla strategia anti-cancro e quelle morte per cause diverse.

“La bioinformatica dapprima è servita a ripulire i dati e poi ad assegnare a ogni gene candidato un punteggio”. Insomma un indice di priorità, che ci dice quanto un determinato bersaglio meriti di essere ulteriormente studiato, sulla base dei segnali di fitness, del livello di espressione e via continuando. Oltre a questo numero, compreso tra zero e cento, viene valutato il livello di trattabilità, ovvero se esistono già farmaci che prendono di mira quel gene, se sono facili da sviluppare o mancano del tutto le informazioni al riguardo.

L’irlandese Behan ha fatto uno screening a tappeto con CRISPR, utilizzando una collezione di ben 100.000 molecole guida, in media 5 per gene, per coprire i tumori su scala davvero genomica. Tagliare una sequenza è il modo più semplice per disattivarla e comprenderne la funzione. CRISPR è la tecnica maestra per questo tipo di interventi detti knockout, e si conferma un formidabile strumento investigativo anche in campo oncologico.

Se dopo aver coltivato le cellule tumorali per due settimane, la quantità di una certa guida risulta diminuita, vuol dire che le cellule che ce l’avevano in dotazione non sono riuscite a proliferare. Se ne può dedurre che il gene corrispondente è essenziale per la sopravvivenza del tumore e che colpirlo potrebbe essere una strategia anti-cancro vincente.

“In pratica abbiamo dato a ciascun gene la possibilità di dimostrare il suo potenziale come futuro bersaglio terapeutico”, ci ha spiegato Francesco Iorio. Il bioinformatico italiano si è laureato a Salerno, per poi perfezionarsi all’Istituto Telethon di Genetica e Medicina e all’Istituto Europeo di Bioinformatica di Cambridge. Ora è a capo del gruppo che fornisce il supporto computazionale al progetto Cancer Dependency Map al Wellcome Sanger Institute.

“Il problema è che lo sviluppo di nuovi farmaci in ambito oncologico presenta un livello altissimo di attrito. Il 95 per cento dei candidati farmaci fallisce le ultime fasi di sperimentazione clinica, perciò è di fondamentale importanza partire con un target che abbia un’alta probabilità di arrivare fino in fondo”, continua il ricercatore. Questa è proprio la filosofia di Open Targets, il consorzio di istituzioni accademiche e industrie farmaceutiche che ha finanziato gli esperimenti.

Il “knock-out screening” del Sanger ha individuato migliaia di geni chiave per la vitalità delle cellule tumorali, ma molti di questi sono necessari anche per mantenere in vita le cellule sane, dunque non possono essere presi di mira. Con gli algoritmi messi a punto da Iorio, però, è possibile distinguere questi due casi, e anche discriminare le cellule uccise dalla strategia anti-cancro e quelle morte per cause diverse.

“La bioinformatica dapprima è servita a ripulire i dati e poi ad assegnare a ogni gene candidato un punteggio”. Insomma un indice di priorità, che ci dice quanto un determinato bersaglio meriti di essere ulteriormente studiato, sulla base dei segnali di fitness, del livello di espressione e via continuando. Oltre a questo numero, compreso tra zero e cento, viene valutato il livello di trattabilità, ovvero se esistono già farmaci che prendono di mira quel gene, se sono facili da sviluppare o mancano del tutto le informazioni al riguardo.

(Cortesia: Data Center, Wellcome Sanger Institute)

Tutto considerato, i ricercatori hanno deciso di concentrarsi, in particolare, su un gene detto WRN, sottoponendolo a una prova di fattibilità. Gabriele Picco, post-doc del gruppo di Mathew Garnett, lo ha validato in vivo in collaborazione con il Candiolo Cancer Institute di Torino, studiando cosa accade quando si inibisce il gene nelle cellule tumorali trapiantate nel topo.

WRN è coinvolto in una malattia rara, la sindrome di Werner, e fa invecchiare precocemente chi ne possiede una variante difettosa. Ma fino a 25-30 anni tutto ciò non impedisce una vita normale, quindi disattivare il gene in chiave anti-tumorale appare tutto sommato una strada ragionevole. “Questo gene risulta essenziale nei tumori che hanno una caratteristica detta instabilità microsatellitare, in particolare quelli che colpiscono colon-retto e ovaie, ma la strada verso il successo clinico è ancora molto lunga”, precisa Iorio.

Bisognerà sviluppare un farmaco che agisce sulla proteina codificata dal gene (un’elicasi), testarlo su modelli preclinici, magari anche su organoidi, poi nei modelli animali in vivo e infine sull’uomo.  E che cosa ne sarà degli altri 600 bersagli individuati? “Ce ne sono molti con un buon punteggio, tra cui 2 o 3 paragonabili a WRN. Ora un gruppo si occuperà di selezionare i target migliori e validarli. C’è una miniera di molecole che aspetta di essere esplorata”, dice Iorio.

Intanto la topografia del cancro verrà perfezionata. “Questa è la prima viewa bassa risoluzione, diventerà sempre più esaustiva e nitida man mano che aggiungeremo nuovi dati. Il nostro screening ha riguardato 300 linee cellulari, coprendo i tipi di cancro a incidenza più elevata, ma non rappresenta tutto lo spettro dell’eterogeneità genomica del cancro umano. Dobbiamo estendere il set di modelli e stiamo lavorando a una banca dati integrata che metta insieme il nostro screening e quello del Broad Institute, arrivando a un migliaio di linee cellulari”.

Ci sono ancora lande del paesaggio tumorale che sono “terra incognita” e aspettano di essere riempite: la mappa delle vulnerabilità del cancro è un work in progress.


(L’originale di questo articolo è stato pubblicato nel blog CRISPerMANIA il 10 aprile 2019.





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