Aggiornato il 19 Novembre 2021
In questa serie di articoli vi proponiamo cinque videointerviste con trascrizione condotte dalle studentesse Sofia Longhi ed Eleonora Codara ai ricercatori e ai tecnologi dell’Osservatorio di Brera nella sede di Merate nell’ambito di un progetto PCTO di comunicazione della scienza via web. Le interviste vogliono aprire una finestra sui progetti legati al Covid-19 nati e in fieri nel nostro osservatorio.
Oggi vi presentiamo l’intervista a Giovanni Pareschi, intervistato dalla studentessa Sofia Longhi che ha frequentato la classe 3Bs al Liceo M.G. Agnesi di Merate (LC) – Tutor scolastico: Prof.ssa Lorella Villa – Tutor OAB: M.Rosa Panzera.
Ciao a tutti! Sono Sofia Longhi dal liceo Agnesi di Merate, dove ho frequentato la classe 3Bs.
Oggi sono qui grazie ad un progetto di alternanza scuola-lavoro presso l’Osservatorio Astronomico di Brera, nella sede di Merate.
Intervisterò Giovanni Pareschi riguardo ad un progetto di disattivazione del coronavirus coi raggi UV.
Ciao Giovanni, grazie per essere qui. Volevo chiederti innanzitutto: Come è nato questo progetto?
L’Istituto Nazionale di Astrofisica, oltre ad occuparsi di astrofisica, ha nelle sue corde e nei suoi mandati statutari un collegamento con quello che fa la società.
Quando facciamo un trasferimento delle nostre tecnologie nelle industrie, questa cosa può essere fatta in due modi: o attraverso attività che riguardano specificamente le cose di cui ci occupiamo, e quindi le tecnologie per l’esplorazione del nostro universo, o quelle che noi chiamiamo spin-off, applicazioni in settori completamente diversi per i quali la nostra tecnologia non era stata pensata.
Nel caso specifico il ministro dell’università e della ricerca, il professor Manfredi, aveva fatto un invito a tutti gli enti di ricerca come l’INAF e a tutte le università italiane affinché si mettessero a disposizione per creare servizi e tecnologie che potessero essere di utilità per frenare la pandemia.
Io sono stato nominato dal presidente dell’INAF, il professor D’Amico, come coordinatore a livello italiano.
Come sai siamo appena usciti da un lockdown molto difficile, quindi non è stato così semplice stimolare una comunità scientifica.
Sono partito dalle persone che conoscevo meglio, quindi i ricercatori e i tecnologi dell’Osservatorio di Brera nella sede di Merate.
Questa chiamata ha poi coinvolto molte altre strutture dell’INAF, e anche in parte delle università.
Tra queste attività e servizi abbiamo considerato una serie di cose: la lotta contro questo virus con la radiazione ultravioletta, ma anche altri progetti interessanti; per esempio i colleghi dell’Osservatorio di Arcetri e dell’Osservatorio di Capodimonte a Napoli, stanno sviluppando delle tecniche per osservare il virus e capire se è presente negli ambienti in cui possono essere state delle persone infette.
Altri colleghi a Catania stanno mettendo a punto delle tecniche di disinfezione a basso costo basate in questo caso sull’uso di concentratori solari.
Addirittura si stanno mettendo a punto tecniche di monitoraggio di persone, per vedere se ci possono essere individui con temperature elevate nei dintorni di supermarket, ma senza violare la privacy che è molto importante.
Questo viene fatto per esempio dai colleghi di Palermo con un pallone fissato con delle corde a 300 m di altezza, con una telecamera a infrarossi che osserva quello che sta sotto.
Tornando alla questione dell’ultravioletto, noi come astronomi sappiamo manipolare abbastanza bene la luce, molto importante negli ambienti prebiotici che si pensa ci siano nel mondo interstellare.
Dunque siamo partiti da lì.
Abbiamo fatto due cose importanti: la prima è stata quella di raccogliere della letteratura, quindi della bibliografia sul possibile uso della radiazione ultravioletta contro il coronavirus; l’altra è stata quella di prendere contatto coi nostri colleghi dell’Università di Milano che si occupano di temi biologici e in particolare di virologia e immunologia.
Siamo stati fortunati perché questi colleghi dell’Università di Milano non si sono posti con diffidenza nei confronti degli astrofisici, anzi sono stati molto aperti!
Inoltre avevano il famigerato Sars-Cov2, che va manipolato in camere con una sicurezza biologica molto alta, di fatto ci sono pochissimi posti in cui viene gestito in Italia; uno di questi è l’ospedale Spallanzani a Roma e l’altro è l’Università di Milano con i suoi laboratori.
Abbiamo iniziato a fare una serie di attività; la prima è stata capire se il virus potesse essere inattivato illuminandolo con delle lampade artificiali.
In realtà abbiamo riscoperto una cosa ben nota, e cioè che l’ultravioletto, specialmente nella regione delle lunghezze d’onda corte, intorno ai 250 nm, si accoppia radioattivamente molto bene con le basi del DNA e dell’RNA (Il coronavirus è un virus a RNA, a singolo filamento).
In letteratura stranamente ci sono molti dati che riguardano questa tecnica per poter sanificare ambienti, superfici e acqua con lampade che hanno un costo ridotto, ma non c’erano dati riguardo al coronavirus in particolare.
Per esempio, nell’acqua, la luce bluastra, che non passa la nostra atmosfera perché è assorbita dallo strato di ozono, viene trasmessa molto bene ed è quindi usata per sanificare acquari e acquedotti.
Noi abbiamo fatto un esperimento molto semplice: abbiamo illuminato provette che contenevano il virus per capire se fossimo riusciti a inattivarlo.
Sembra una cosa banale, ma non lo è: da un lato c’è il problema di dover gestire in sicurezza il virus; dall’altro c’è il fatto che per fare un esperimento che fornisca dati consistenti, bisogna evitare tutti gli errori che noi chiamiamo errori di natura sistematica.
Prima di arrivare a fare quest’esperimento abbiamo effettuato una scelta di materiali, per esempio di quei materiali che servono per fare le provette nelle quali è tenuto il virus.
Abbiamo cercato una plastica che fosse trasparente agli ultravioletti e poi abbiamo calibrato con grande attenzione il liquido rossastro che contiene il virus “coltivato”.
Dopo aver illuminato il virus non abbiamo solo visto se fosse stato inattivato, ma anche se il residuo fosse in grado di infettare delle cellule di scimmia.
Abbiamo osservato quello che già ci aspettavamo: serve una dose di ultravioletti molto piccola per uccidere questo virus, che è un virus dal genoma molto grande: è come se ci fosse un bersaglio molto grande da colpire.
Questa è un’informazione molto importante, perché ci dice che possiamo disinfettare con facilità alcuni ambienti; in particolare questo dato si riferisce all’aerosol.
Abbiamo le dosi che devono essere somministrate per la disinfezione e anche delle informazioni importanti per capire come disinfettare le superfici sulle quali il virus può accidentalmente depositarsi.
Anche noi e i colleghi di Milano siamo stupiti, ma nessuno aveva ancora fatto quest’esperimento o se è stato fatto i dati non sono ancora stati pubblicati.
Questo è il motivo per cui ha destato tanto interesse il fatto che abbiamo depositato il preprint.
Data la pandemia, c’è la consuetudine di mettere a disposizione i dati anche se gli articoli non sono pubblicati.
L’articolo riguardante questo progetto è stato sottoposto ad una rivista, ma deve essere ancora accettato.
Immediatamente c’è stato un riscontro importantissimo tra medici e ricercatori.
Stiamo riscoprendo il lavoro di un italiano molto importante, che è Salvatore Luria, premio Nobel per la medicina nel 1969, che come tanti altri italiani di origine ebraica fu costretto a fuggire negli Stati Uniti alla vigilia della seconda guerra mondiale.
La sua storia è molto affascinante: era studente del professor Levi di Torino, che era un anatomopatologo esperto di sistema nervoso alla cui scuola si sono formati tre premi Nobel: Rita Levi Montalcini, Salvatore Luria e anche Dulbecco.
Salvador Luria (cambiò il nome da Salvatore a Salvador negli Stati Uniti), era attratto dalla fisica ed ebbe la fortuna di frequentare per due anni la scuola di Enrico Fermi (la famosa scuola di Via Panisperna), di lavorare con lo stesso Fermi e con Rasetti e di apprendere una serie di informazioni sulla radiazione elettromagnetica X e UV.
Poi decise di tornare a quello che era il suo ambito più consono, la biologia.
Purtroppo fu costretto dalle leggi razziali ad andare via dall’Italia: andò prima in Francia, ma purtroppo anche lì avanzarono i nazisti, e quindi a causa delle sue origini ebraiche fu costretto a fuggire fortunosamente negli Stati Uniti, dove era già arrivato Enrico Fermi.
Questa fu la fortuna di Luria, perché Enrico Fermi si diede da fare e gli fece avere una borsa di studio nel campo della medicina.
Tutto questo per dire che Luria, che è stato un po’ dimenticato, lavorava su virus e batteri e aveva lavorato su alcuni virus chiamati Fagi, che infettano i batteri.
Tramite questi ha fatto degli esperimenti di genetica usando proprio la radiazione ultravioletta.
Gli esperimenti che stiamo facendo noi hanno riscontro proprio in una serie di esperimenti che fece Luria negli anni 40 e 50 che ci stiamo andando a rileggere.
Io consiglio di riscoprire questa figura che in pochi conoscono.
Abbiamo lavorato anche in altri ambiti: il primo è stato di vedere se questa nostra ricerca poteva trovare applicazione in qualcosa di utile; nel momento del picco della pandemia uno dei problemi maggiori era la disinfezione di ambienti chiusi dove stavano i pazienti, che spesso sono collegati a respiratori e l’aria espirata da dai pazienti, infetta, finiva nell’ambiente stesso.
Noi abbiamo pensato ad un sistema molto semplice che, usando la radiazione ultravioletta e una sorta di barilotto con le pareti interne riflettenti, con delle luci ultraviolette potesse disinfettare l’aria in uscita dai pazienti.
Quest’idea ha riscontrato un certo interesse: siamo in contatto con delle industrie che stanno pensando di ingegnerizzare questo concetto.
Abbiamo iniziato a lavorare con sistemi molto semplici che possono disinfettare con la luce ultravioletta gli oggetti di tutti i giorni.
Per esempio al supermarket, in uscita ci sono pacchi e pacchetti che spesso la gente disinfetta a casa perché teme che possano essere contaminati.
Noi abbiamo suggerito di mettere sui nastri trasportatori delle casse in uscita dei supermarket una specie di tunnel che abbia all’interno un’illuminazione ultravioletta, con alcuni trucchi per amplificare questa radiazione in modo da disinfettare i pacchi in uscita.
Un’applicazione simile può essere pensata per i nastri trasportatori dei bagagli e delle vaschette in aeroporto.
La cosa più affascinante di tutte è forse quella forse di valutare se c’è qualche effetto degli ultravioletti che avviene in maniera naturale, tramite la luce del Sole.
Il Sole emette ultravioletti; come abbiamo detto prima, la componente corta degli ultravioletti (UV-C) viene per nostra fortuna (è cancerogena) assorbita dallo strato di ozono della nostra atmosfera, ma ci sono altre due componenti ultraviolette, UV-B e UV-A, che non sono così efficaci come l’ultravioletta C, ma hanno comunque una capacità di disinfezione.
Riscoprendo un lavoro molto affascinante di due biologi che lavoravano per il laboratorio di biodifesa delle forze armate americane, si è andato a valutare se il ciclo delle stagioni potesse in qualche modo essere collegato ad una possibile modulazione dell’epidemia del coronavirus.
È ben noto che la nostra influenza stagionale è modulata in questo modo.
Ci sono altri virus che hanno diversi tipi di stagionalità. Nel caso dell’influenza sappiamo che alla fine della primavera generalmente cessa.
Sono state fatte molte ipotesi su questo fatto ma al momento non c’è ancora una spiegazione vera; noi siamo fermamente convinti che l’effetto sia legato all’illuminazione del Sole, che ha un’efficacia importante nel disinfettare per esempio l’aerosol quando c’è un contatto aereo tra le persone che si parlano.
Il massimo del contagio avviene generalmente proprio con le bollicine di saliva emesse, che contengono una quantità di virus molto elevata e possono rimanere sospese nell’aria anche per ore.
Grazie anche ai calcoli e alla valutazione sperimentale fatta con gli UV-C, siamo riusciti ad estrarre uno spettro d’azione, abbiamo valutato in quanto tempo gli ultravioletti del sole potevano disinfettare il virus sospeso nell’aria e siamo andati a confrontarlo con le stagioni.
Quello che abbiamo visto è che questo picco che è intorno a mezzogiorno, in estate va da qualche minuto a qualche decina di minuti nelle zone particolarmente illuminate dal sole, dove non ci sono nubi.
In inverno invece passa ad essere ore perché l’illuminazione solare è molto bassa.
Effettivamente come in Cina, noi nel momento del picco dell’epidemia avevamo un’illuminazione solare molto molto bassa.
In altri posti in cui l’epidemia aveva iniziato a diffondersi dove era estate, pensiamo per esempio all’Australia o ad alcuni paesi dell’Africa, si è quasi subito fermata.
Viceversa adesso, se andiamo a vedere i dati dell’epidemia osserviamo che in Europa tende a rallentare fortemente mentre nell’emisfero sud ci sono accesi diversi focolai in una serie di regioni.
Sembrerebbe che questo modello, che ovviamente ci può dare una serie di indicazioni, sia molto interessante per spiegare questo fenomeno.
Una cosa ovvia, che appartiene anche al buonsenso del passato, è che in estate è meglio stare all’aria aperta e tenere aperte le finestre.
In Italia in questo momento dobbiamo forse essere ottimisti sul fatto che in estate avremo focolai ridotti.
Potrebbe essere che il virus muti positivamente, nel senso che diventi innocuo come accade per l’influenza, ma questo potrebbe anche non succedere ed è possibile un’ondata di ritorno in ottobre.
Bisogna stare attenti perché, forse anche a causa di una serie di circostanze sfavorevoli, questo è quello che è successo nel 1918 con l’epidemia della Spagnola, quando c’è stato il massimo del contagio proprio nel mese di ottobre.
Il 2018 è stato un anno particolarmente sfortunato perché c’era molto pulviscolo nell’aria a causa dell’eruzione esplosiva di un vulcano avvenuta nei mesi precedenti.
Questo pulviscolo tendeva ad assorbire proprio i raggi ultravioletti.
Forse proseguendo questo studio arriveremo a comprendere anche la stagionalità dell’influenza.
L’influenza porta un’immunità di gregge solo del 15 per cento, eppure nei mesi di marzo e aprile il contagio scompare.
È un momento particolarmente entusiasmante, perché nell’INAF abbiamo messo insieme un team di persone che normalmente si occupano di cose molto diverse e non lavorano insieme: abbiamo un esperto di mezzo intergalattico, un esperto di nuclei galattici attivi e di cosmologia, un’esperta di fisica solare, due fisici sperimentali che costruiscono strumenti e un fisico che si occupa di stelle e di problemi di climatologia.
Abbiamo formato un gruppo molto eterogeneo che però si è amalgamato subito: siamo diventati tutti molto amici tramite le teleconferenze zoom.
Abbiamo anche stretto una collaborazione molto forte col gruppo dell’Università di Milano, guidato dal professor Clerici e dalla professoressa Trabattoni, in cui ci sono medici e biologi che si occupano di immunologia.
La quantità di raggi ultravioletti che è necessaria per l’inattivazione del virus è abbastanza ridotta per non essere dannosa alle cellule umane?
La quantità sebbene ridotta è comunque dannosa: questa luce può essere somministrata solo vicino alle superfici o nell’aria.
Dopo una certa dose questa luce diventa pericolosa per l’uomo; questo è un altro degli aspetti importanti. Si vendono lampade che emettono luce ultravioletta C ormai dappertutto ma spesso non viene riportato il manuale d’uso.
Va usata con discernimento. Questo significa usarla per esempio nei condotti d’aria o tramite robot simili a quelli che puliscono i pavimenti ma con sotto una lampada.
Il robot si sposta per le stanze ed ha dei sensori che rilevano la presenza umana e permettono alla luce di interrompersi.
Come ti ho detto ci sono altri aspetti interessanti, come per esempio l’uso dell’ultravioletta di tipo B ed A che è meno pericolosa.
C’è una dose massima di luce ultravioletta che possiamo sopportare.
Per l’UV-A tutto sommato è una dose alta, ma l’efficacia è minore; di UV-B possiamo assorbire una dose sicuramente più alta rispetto all’UV-C.
Si sta pensando progettare dei sistemi di illuminazione che possano rimanere attivi per più tempo e usare queste tipologie di luce che sono certamente meno pericolose.
Qual è stato il tuo ruolo principale all’interno di questo progetto?
Il mio ruolo principale è stato quello di dire “armatevi e partite!” cioè fondamentalmente è stato quello di coordinare.
È bello che siamo riusciti a fare un lavoro sperimentale di questo tipo pur essendo molto lontani.
Io sono stato per due mesi lontano da Milano; ero per una serie di circostanze casuali a Ferrara e sono rimasto lì praticamente per due mesi e mezzo.
Malgrado questo, siamo riusciti a coordinare un lavoro sperimentale. Questo è avvenuto grazie alla buona volontà di tutti.
Per quanto siano faticosissime le continue conferenze che facciamo, sono molto importanti per poter tenere ogni volta il punto della situazione.
Il mio ruolo è stato quello di presentare le persone, che né si conoscevano all’interno dell’INAF, né i ricercatori dell’INAF si conoscevano con quelli dell’Università di Milano.
Non era scontato che i colleghi dell’Università di Milano ci dicessero che erano interessati a collaborare con noi.
Dopo di che, abbiamo cercato di svolgere queste attività ognuno facendo qualcosa, per esempio lavorando su questo sistema per la disinfezione degli apparati di ventilazione dei pazienti.
Io ho fatto il prototipo a casa mia con del cartone e con delle lampade che avevo a disposizione.
Noi abbiamo i laboratori a Merate, ai quali alcuni colleghi hanno potuto accedere e sono riusciti a fare dei prototipi.
Anche i colleghi dell’Università di Milano all’inizio avevano un accesso estremamente ridotto ai laboratori.
Normalmente ci si impiegherebbe meno tempo, ma comunque in due mesi siamo riusciti a mettere a punto l’esperimento.
Abbiamo ricevuto grande simpatia anche da partner privati, in particolare da alcune ditte che ci hanno regalato delle lampade o dei sistemi che potevano essere usati per questo esperimento.
Il mio ruolo fondamentalmente è stato quello di coordinatore, anche se mi sono preso la libertà di fare un prototipo di cartone a casa mia!
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