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Intervista al Prof. Guglielmo D'Inzeo - Ordinario presso l'Università La Sapienza di Roma

Qual è l’apporto degli studi riguardanti l’interazione a livello molecolare tra i campi elettromagnetici e i sistemi biologici nel quadro complessivo delle conoscenze sugli effetti dell’esposizione ai CEM?

 

L’apporto degli studi a livello molecolare, per quanto concerne gli effetti dei campi elettromagnetici a livello biologico, riguarda proprio i meccanismi alla base delle interazioni con i sistemi biologici. L’obiettivo è chiarire cosa avviene ai processi di funzionamento e di comunicazione cellulare a livello molecolare, per esempio nelle reazioni enzimatiche, anche al fine di identificare i punti specifici dove il campo elettromagnetico possa andare ad agire.

In letteratura esistono da tempo modelli multilivello che permettono di trasferire le informazioni provenienti dalle simulazioni molecolari a modelli più complicati del funzionamento delle strutture biologiche. Fondamentalmente lo scopo è chiarire cosa avviene a livello più basso della scala biologica (molecolare) per poterlo poi integrare nei modelli più complessi, che sono tipici della biologia e della medicina.

 

 

Come si sono evolute le tecniche e le metodologie di indagine negli studi di interazione molecolare finalizzate alle indagini degli effetti non termici?

 

Le tecniche e le metodologie di indagine a livello molecolare sono adottate nel campo del bioelettromagnetismo da oltre venti anni. Solo di recente l’evoluzione tecnologica e il conseguente incremento delle capacità di calcolo ha reso disponibili gli strumenti necessari per poter applicare questi modelli numerici nella pratica e sfruttare appieno le conoscenze teoriche già sviluppate.

Allo stesso modo si sono evolute le tecniche di dinamica molecolare computazionale, che sono più tipiche della chimica e che vengono applicate al bioelettromagnetismo aggiungendo alle variabili di controllo della simulazione la presenza del campo elettromagnetico. In realtà, l’applicazione di queste tecniche alla chimica ha evidenziato anche che le molecole comunicano in ‘modo elettromagnetico’, in quanto le reazioni molecolari sono controllate mediante l’interazione tra elettroni e tra i relativi campi generati. I campi elettromagnetici sono quindi alla base del funzionamento dei sistemi biologici, anche in assenza di un campo esterno.

È da segnalare che esistono programmi open source, disponibili gratuitamente in rete, che possono essere integrati con blocchi funzionali personalizzati. Ciò permette, quindi, di includere il campo elettromagnetico nelle simulazioni molecolari, in modo da approssimare con maggiore accuratezza il caso reale.

Questa metodologia di indagine è stata avviata solo di recente e per questo ci si concentra su analisi di base, ma sono già disponibili e utilizzabili alcune applicazioni estremamente interessanti che lasciano intravedere le potenzialità per il futuro.

 

 

Verso quali applicazioni si indirizzano oggi le ricerche sull’interazione con i CEM a livello cellulare?

 

Ci sono due tipi principali di applicazioni.

La prima, di tipo ispettivo, consiste nel capire cosa succede per effetto di campi di intensità più elevata. Grazie all’impiego delle tecniche di simulazione già descritte, si è compreso che per agire a livello molecolare occorrono campi estremamente intensi dell’ordine di milioni di V/m, fino a miliardi di V/m, in pratica dello stesso ordine di grandezza dei campi che circondano le molecole. Il campo elettromagnetico esterno rappresenta, quindi, un effetto perturbativo su una grandezza che ha già una intensità estremamente elevata. In aggiunta, per campi inferiori non è stato osservato, sinora, alcun effetto rilevante.

Il secondo tipo di applicazione, diretta conseguenza della comprensione dei meccanismi di interazione molecolare, è l’uso dei campi ad alta intensità per ottenere la permeabilizzazione delle membrane cellulari a fini clinici e terapeutici. La permeabilizzazione delle membrane permette l’ingresso nella cellula di sostanze che altrimenti non potrebbero penetrare, come, ad esempio, sostanze chemioterapiche che innescano un meccanismo di suicidio (apoptosi) delle cellule tumorali.

Le simulazioni molecolari permettono di studiare quale tipo di campo elettrico risulta più efficace nelle diverse applicazioni terapeutiche. I campi di interesse sono campi elettrici elevati, impulsati, con impulsi di durata molto breve (micro e nano secondi), in grado di creare un poro nella membrana, che dopo un certo tempo tenderà a richiudersi. É necessario comprendere esattamente questo meccanismo per poterlo opportunamente controllare. C’è ancora molto da studiare, anche se nella pratica clinica esistono già sperimentazioni ospedaliere, che stanno assumendo le caratteristiche di una terapia; altre sperimentazioni sono ancora a un livello preliminare. Considerando che i meccanismi di base non sono ancora del tutto noti, si può affermare che questo tipo di tecnica applicata a livello clinico presenta grosse potenzialità.

 

 

Come si inserisce la ricerca italiana su questi temi all’interno del panorama internazionale?

 

L’Italia occupa una buona posizione nel panorama internazionale della ricerca. Ad esempio la tecnica appena descritta è stata messa a punto grazie ad una collaborazione tra Italia, Francia e Slovenia ed altre nazioni coordinate in più progetti Europei. Anche in termini di trasferimento tecnologico in Italia esistono esperienze di rilievo: a Carpi, ad esempio, L’IGEA ha sviluppato un dispositivo specifico commerciale noto come “Cliniporator”.

Attualmente è stata avviata una azione COST (COST BM1309- Innovative uses of EMFs in biomedical applications) che si occupa delle applicazioni cliniche e biomediche dei campi ad alta frequenza. L’azione include tra gli argomenti la modellistica a livello molecolare, studiata in Italia dal gruppo dell’Università Sapienza di Roma, di cui sono responsabile, e che può contare su numerose collaborazioni con Francia, Irlanda e Stati Uniti.

 

 

Quali sono le applicazioni pratiche di questo tipo di studi?

 

Oltre alle applicazioni pratiche che ho già citato ce ne possono essere molte altre che riguardano la ricerca di base, dal momento che lo studio di ogni specifica reazione molecolare presenta molte sfide e altrettante potenzialità.

Ci sono, oggi, alcuni argomenti su cui si concentra l’attenzione. Per esempio, il gruppo di ricerca della Sapienza da una decina di anni lavora sulla SOD (SuperOssido Dismutasi) che è un enzima scavenger, raccoglitore di radicali liberi che sembra essere coinvolto in molte malattie come Alzheimer, SLA, etc. Un altro settore che sta emergendo è legato allo studio delle proteine che non hanno una configurazione stabile, come la proteina Tau e che potrebbero essere anch’esse coinvolte nell’insorgenza dell’Alzheimer. Questa famiglia di proteine non avendo stati stabili potrebbe essere più sensibile ai campi elettromagnetici. Su questo argomento stiamo presentando un progetto di ricerca a livello Europeo.

 


 

Guglielmo D'Inzeo si è laureato nel 1975, con il massimo dei voti, in Ingegneria Elettronica presso l'Università degli Studi di Roma. E’ stato Ricercatore Confermato presso il Dipartimento di Elettronica dell'Università degli Studi di Roma "La Sapienza" dal 1981 al 1985

Negli anni accademici 1978/79 e 1979/80 è stato professore incaricato di "Teoria e Tecnica delle Onde Elettromagnetiche" presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi della Calabria. Dal 1979/80 sino al 1983/84 è stato professore incaricato di "Elettronica Applicata" presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi di Ancona. Nell’anno accademico 1984/85 ha svolto il corso di "Elettronica Applicata (aeronautici, meccanici)" presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università "La Sapienza" di Roma. Negli anni accademici 1985/89, è stato professore associato di "Misure ad Iperfrequenze" presso la suddetta Facoltà.

Dal 1984/85 è membro del Collegio dei Docenti del Corso di Dottorato in "Ingegneria Elettronica".

Dal 1990 è professore ordinario di “Interazione Bioelettromagnetica” per il raggruppamento di Campi Elettromagnetici presso l’Università di Roma “La Sapienza”.

Dal 1990 al 1998 è stato membro "Scientific Council" dell'European Bioelectromagnetics Society (EBEA), associazione della quale è stato eletto Presidente nel periodo 1993-1998.

Dal 1992 è stato rappresentante italiano nei progetti COST 244, 244Bis e 281 (Interaction between Electromagnetic Fields and Biological Systems), e Chairman del Working Group 3 (Measurements and Systems Engineering) per il COST 244.

Dalla data di istituzione è inoltre membro del Consiglio Scientifico del Centro Interuniversitario ICEmB su "Campi Elettromagnetici e Sistemi Biologici” di cui è stato direttore dal 1998 al 2004.

Nel 1997, 2000 e 2003 è stato eletto Direttore del Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università “La Sapienza” di Roma carica che ha ricoperto sino al gennaio 2006.

Dal 1998 al 2005 è stato direttore scientifico del Consorzio Elettra 2000.

Negli ultimi 23 anni è stato membro dei comitati scientifici di numerosi congressi nei campi delle microonde e del bioelettromagnetismo. Da più di 15 anni è membro dell’International Advisory Committee (IAC) del progetto EMF del WHO.  E’ inoltre membro dell'IEEE, dell’EBEA, della Bioelectromagnetic Society (BEMS), della SIRR (Società Italiana Ricerca Radiazioni).

Dal 2008 al 2012 è stato rappresentante nazionale nel progetto COST BM0704 “Emerging EMF Technologies and Health Risk Management” 

Dall’agosto 2008 al 2011 è stato presidente della commissione K (Elettromagnetismo in Biologia e Medicina) dell’URSI (Unione Radio Scientifica Internazionale).

Nel 2009 è stato Technical Program Co-chair del Congresso “BIOEM 2009”, congresso congiunto della BEMS e dell’EBEA e General Technical Program Committee Chair della “EuMWeek 09” il principale evento dedicato alle microonde in Europa. E’ stato consulente per numerosi paesi Europei (Francia, Spagna, UK, ed altri) ed advisor per le National Academies of Sciences, USA.

Dal 2014 è rappresentante nazionale nel progetto COST BM1309 European network for innovative uses of EMFs in biomedical applications (EMF-MED)” 

La sua attività di ricerca riguarda principalmente i circuiti a microonde, i meccanismi di interazione tra campi elettromagnetici e sistemi biologici, gli effetti a livello cellulare e molecolare e l'uso di tecniche elettromagnetiche in bioelettromagnetismo. 

E’ autore o coautore di più di 70 lavori su riviste internazionali e di 160 lavori a congressi internazionali e nazionali

 

Guglielmo D'Inzeo si è laureato nel 1975, con il massimo dei voti, in Ingegneria Elettronica presso l'Università degli Studi di Roma. E’ stato Ricercatore Confermato presso il Dipartimento di Elettronica dell'Università degli Studi di Roma "La Sapienza" dal 1981 al 1985

Negli anni accademici 1978/79 e 1979/80 è stato professore incaricato di "Teoria e Tecnica delle Onde Elettromagnetiche" presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi della Calabria. Dal 1979/80 sino al 1983/84 è stato professore incaricato di "Elettronica Applicata" presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università degli Studi di Ancona. Nell’anno accademico 1984/85 ha svolto il corso di "Elettronica Applicata (aeronautici, meccanici)" presso la Facoltà di Ingegneria dell'Università "La Sapienza" di Roma. Negli anni accademici 1985/89, è stato professore associato di "Misure ad Iperfrequenze" presso la suddetta Facoltà.

Dal 1984/85 è membro del Collegio dei Docenti del Corso di Dottorato in "Ingegneria Elettronica".

Dal 1990 è professore ordinario di “Interazione Bioelettromagnetica” per il raggruppamento di Campi Elettromagnetici presso l’Università di Roma “La Sapienza”.

Dal 1990 al 1998 è stato membro "Scientific Council" dell'European Bioelectromagnetics Society (EBEA), associazione della quale è stato eletto Presidente nel periodo 1993-1998.

Dal 1992 è stato rappresentante italiano nei progetti COST 244, 244Bis e 281 (Interaction between Electromagnetic Fields and Biological Systems), e Chairman del Working Group 3 (Measurements and Systems Engineering) per il COST 244.

Dalla data di istituzione è inoltre membro del Consiglio Scientifico del Centro Interuniversitario ICEmB su "Campi Elettromagnetici e Sistemi Biologici” di cui è stato direttore dal 1998 al 2004.

Nel 1997, 2000 e 2003 è stato eletto Direttore del Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università “La Sapienza” di Roma carica che ha ricoperto sino al gennaio 2006.

Dal 1998 al 2005 è stato direttore scientifico del Consorzio Elettra 2000.

Negli ultimi 23 anni è stato membro dei comitati scientifici di numerosi congressi nei campi delle microonde e del bioelettromagnetismo. Da più di 15 anni è membro dell’International Advisory Committee (IAC) del progetto EMF del WHO.  E’ inoltre membro dell'IEEE, dell’EBEA, della Bioelectromagnetic Society (BEMS), della SIRR (Società Italiana Ricerca Radiazioni).

Dal 2008 al 2012 è stato rappresentante nazionale nel progetto COST BM0704 “Emerging EMF Technologies and Health Risk Management” 

Dall’agosto 2008 al 2011 è stato presidente della commissione K (Elettromagnetismo in Biologia e Medicina) dell’URSI (Unione Radio Scientifica Internazionale).

Nel 2009 è stato Technical Program Co-chair del Congresso “BIOEM 2009”, congresso congiunto della BEMS e dell’EBEA e General Technical Program Committee Chair della “EuMWeek 09” il principale evento dedicato alle microonde in Europa. E’ stato consulente per numerosi paesi Europei (Francia, Spagna, UK, ed altri) ed advisor per le National Academies of Sciences, USA.

Dal 2014 è rappresentante nazionale nel progetto COST BM1309 European network for innovative uses of EMFs in biomedical applications (EMF-MED)” 

La sua attività di ricerca riguarda principalmente i circuiti a microonde, i meccanismi di interazione tra campi elettromagnetici e sistemi biologici, gli effetti a livello cellulare e molecolare e l'uso di tecniche elettromagnetiche in bioelettromagnetismo. 

E’ autore o coautore di più di 70 lavori su riviste internazionali e di 160 lavori a congressi internazionali e nazionali

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