Ricerca di base
La fonte dell'innovazione medica
Gli scienziati nel campo della ricerca di base sono curiosi: intendono individuare i meccanismi che azionano i processi complessi in natura. A tale scopo lavorano in modo obiettivo e al contempo sistematico e preciso. In tutte le discipline scientifiche, creano le basi per macchine e processi innovativi. Tuttavia, spesso il prezioso contributo degli istituti di ricerca viene riconosciuto solo in seguito.
Questo vale anche per la ricerca medica di base. Oggi gli interventi di routine, come ad esempio quelli cardiochirurgici, non sarebbero possibili senza le conoscenze acquisite attraverso secoli di ricerca nel campo dell'elettricità e in altri settori. La ricerca di base è un processo continuo. Gli scienziati di tutto il mondo lavorano per migliorare le condizioni per lo sviluppo di terapie mediche e farmaci di nuova generazione.
Panoramica della ricerca medica di base
According to the traditional view, the immediate search for new active ingredients and/or therapeutic approaches only begins once basic research has created the necessary basis of knowledge. Using these results, other colleagues in application-related research can understand the true causes of disease patterns. This is very valuable: After all, it is the only way to ensure targeted treatment of the actual causes of the disease. Apart from random discoveries, the only other option is treatment of symptoms.
Ricerca di base e applicata: non sempre sono separate
I ricercatori di base indagano le interazioni soggiacenti tra cellule, organi o interi esseri viventi responsabili dei processi biologici. Pertanto osservano sistemi estremamente complessi costituiti da numerosi componenti. L'esempio più esaustivo è rappresentato dal cervello umano: la sua funzione è svolta da milioni di cellule che agiscono in costante correlazione. Oltre all'elaborazione in tempo reale delle percezioni sensoriali, il cervello è responsabile anche di processi di apprendimento e analisi permanenti. Ed è proprio qui nelle neuroscienze, che gli scienziati della ricerca di base detengono un campo di ricerca aperto. Solo una migliore comprensione dei processi neuronali può migliorare notevolmente le opzioni terapeutiche per la cura delle patologie cerebrali.
Tuttavia, lo scopo principale della ricerca di base non risiede nell'applicazione, ma nel mero accrescimento delle conoscenze. L'obiettivo della ricerca di base consiste nell'individuazione delle modalità con le quali si verifica una determinata patologia. Nella ricerca applicata e per lo più commerciale il leitmotiv consiste invece nella scoperta di un agente che influenzi il processo biochimico. Il progresso in campo medico richiede sia la ricerca di base che quella applicata.
Oltre alla transizione sequenziale dalla ricerca di base a quella applicata, sta emergendo sempre di più un ulteriore approccio: la ricerca traslazionale. Una collaborazione più stretta tra istituti di ricerca, cliniche e industria dovrebbe ridurre in modo significativo i tempi che intercorrono tra l'individuazione di nuovi approcci di ricerca e lo sviluppo clinico. Pertanto è previsto lo scambio continuo di idee tra esperti di numerose discipline, tra cui biochimica, bioingegneria, biomedica, farmaceutica, statistica e chimica. Soprattutto nella ricerca biomedica, la distinzione tra i due settori risulta pressoché impossibile. Infatti, il lavoro sui principi fisiologici di base si rivela fondamentale tanto per il progresso in campo medico quanto per lo sviluppo di un farmaco specifico.
Questioni emergenti nel settore della ricerca medica di base
La ricerca di base consiste in un processo continuo di acquisizione di conoscenze. La ricerca medica si trova ad affrontare costantemente nuove sfide. Esempi recenti sono rappresentati dalla ricerca relativa a patologie quali il diabete, il cancro o la demenza. A queste si aggiungono allergie e malattie infettive che colpiscono sempre più persone. I principali campi di ricerca includono la biologia dei sistemi, la genomica e la neurologia.
Ne rappresenta un caso la biochimica molecolare dei principi attivi: in quest'ambito gli scienziati lavorano alle prime fasi di sviluppo di principi attivi finalizzati al trattamento delle malattie neurodegenerative. A livello preclinico, iniziano con l'individuazione delle proteine target. Poi esaminano eventuali principi attivi che possono impedire l'influenza dannosa dell'enzima che ne provoca il metabolismo. Dopodiché, li sottopongono a ulteriori controlli. I sistemi di analisi in vitro con l'impiego di cellule vive svolgono un ruolo importante nei laboratori di ricerca.
Applicazioni di regolazione della temperatura nei sistemi di analisi in vitro
La qualità dei campioni influisce notevolmente sui risultati dei test. Se gli scienziati riescono a gestire con delicatezza le cellule durante l'intero processo, creano le migliori condizioni di partenza. Un altro aspetto risiede nel fatto che lavorare in modo efficiente risulta fondamentale anche nella ricerca di base per compiere rapidi progressi. A tale scopo i laboratori sfruttano le possibilità tecniche per la conservazione e la moltiplicazione delle cellule. Le soluzioni per la regolazione della temperatura svolgono un ruolo decisivo. Le cellule crioconservate comunemente utilizzate devono essere scongelate a bagnomaria a temperature precise. Inoltre, il materiale cellulare può rigenerarsi in modo ottimale solo in condizioni definite. Eventuali temperature troppo elevate provocano la morte delle cellule, mentre quelle troppo basse rallentano i processi metabolici.
Tuttavia, le nuove tecnologie di coltura cellulare consentono di migliorare in modo efficiente la qualità dei campioni. La sperimentazione di condizioni ottimali di coltura cellulare per determinate cellule rappresenta altresì un settore di ricerca importante. Ad esempio, la possibilità di prelevare delle porzioni dalla cultura aumenta notevolmente la produttività. Questo è reso possibile dalla tecnologia termoreattiva Microcarrier. La regolazione della temperatura risulta fondamentale anche in questo caso: abbassando temporaneamente la temperatura della coltura cellulare da 37 a 32 °C, le cellule si staccano dalla superficie di crescita. Pertanto la quantità necessaria di cellule sarà pronta per l'uso. Dopo il prelievo, il termostato collegato al bioreattore riporta la temperatura al livello impostato, consentendo alle restanti cellule di continuare a moltiplicarsi.
Attività di routine nel settore della ricerca di base: regolazione della temperatura
La regolazione della temperatura di campioni, apparecchiature di laboratorio e colture costituisce un'attività di routine nei laboratori di ricerca medica di base. Il preciso rispetto dell'intervallo di temperatura rappresenta un requisito fondamentale. D'altronde, la temperatura dei dispositivi spesso influisce in maniera diretta sul materiale cellulare.
Un'elevata stabilità di temperatura dei bagnomaria impedisce le variazioni di temperatura indesiderate. Inoltre, i dispositivi possono essere raffreddati per l'esecuzione di applicazioni complesse. Le opzioni di impostazione, progettate per risultare intuitive, garantiscono un utilizzo pratico e sicuro. A questo bisogna aggiungere anche il contributo di prodotti accessori quali rack porta provette o ripiani d'appoggio.
A seconda dell'applicazione, vengono utilizzati modelli diversi di termostati. Esistono termostati ad immersione e con vasca, ma anche termostati a circolazione, adatti per la regolazione della temperatura di applicazioni esterne. I laboratori di ricerca di base impongono inoltre requisiti più severi per l'impiego universale dei propri dispositivi. Disponibili con un'ampia gamma di temperature operative e in vari modelli, i dispositivi JULABO offrono la flessibilità necessaria. Inoltre, la varietà di accessori ne consente l'adattamento alle specifiche applicazioni del cliente.