Scienziate giovani e vincenti in azione

Lauren Hodge: Se andando al ristorante desideraste ordinare un piatto salutare quale scegliereste tra pollo fritto e pollo griliato? La maggior parte delle persone risponderebbe grigliato ed è vero che il pollo grigliato contiene meno grassi e meno calorie. Tuttavia, il pollo grigliato nasconde un'insidia. Il pericolo nascosto è dato dalle ammine eterocicliche -- in particolar le fenometilimidazopiridina o PhlP -- (risate) che è un composto immunogenico o carcinogeno.

Un carcinogeno è una qualsiasi sostanza o agente che causa una crescita anomale delle celle, e che può anche farle diffondere o metastatizzare. Sono anche dei composti organici in cui uno o più degli atomi di idrogeno dell'ammoniaca viene sostituita da un gruppo più complesso. Gli studi mostrano che gli antiossidanti sono noti per la loro capacità di diminuire queste ammine eterocicliche. Tuttavia, non esistono ancora degli studi che spieghino come e perché. Queste sono le 5 diverse organizzazioni che classificano i cancerogeni. Come potete vedere, nessuna di esse considera quel composto come sicuro, il che spiega per quale motivo dobbiamo diminuirne la presenza nella nostra dieta.

Ora potreste chiedervi come sia venuta una idea simile ad una tredicenne. È stato per via di una serie di eventi. L'avevo letto in un'articolo su una causa legale nello studio del mio dottore -- (Risate) una causa legale tra il Comitato Medico per la Medicina Responsabile e sette diversi ristoranti fast food. Non avevano ricevuto una citazione per la presenza di cancerogeni nel pollo, bensì per via della 'Proposition 65' dello stato della California, una legge che sancisce che se c'è qualcosa di nocivo in un prodotto le aziende sono tenute a fornire chiare indicazioni.

Questo fatto mi ha molto sopresa. Mi chiedevo come mai nessuno fosse a conoscenza dei pericoli del pollo alla griglia, che in sé non sembra essere molto nocivo. Una sera mia madre stava cucinando pollo alla griglia per cena e ho notato che i bordi della carne marinata in succo di limone erano diventati bianchi. Ho poi appreso a lezione di biologia che la causa è il processo di denaturazione, in cui le proteine cambiano forma e perdono la loro funzionalità chimica. Dunque ho messo insieme queste due idee e formulato un'ipotesi, chiedendomi se fosse possibile che gli agenti cancerogeni diminuiscano grazie alla marinatura, e se questo dipendesse dalle differenze di PH.

La mia idea è nata così, avevo un progetto e un'ipotesi, e allora cosa avrei dovuto fare? Ovviamente dovevo trovare un laboratorio in cui lavorare perché a scuola non c'era quello che mi serviva. Pensavo che sarebbe stato facile, ma dopo aver inviato circa 200 email a laboratori nel raggio di cinque ore da dove abitavo, solo uno ha risposto positivamente, accettando di lavorare con me. La maggior parte degli altri destinatari o non ha risposto, o mi ha detto di non avere tempo, o che non avevano l'attrezzatura e che non potevano aiutarmi. È stato molto impegnativo recarmi più volte in auto al laboratorio. Ma l'opportunità di lavorare in un vero laboratorio era fantastica -- e così infine ho potuto dare inizio al mio progetto.

La prima fase l'avevo completata a casa, consisteva nel marinare il pollo, grigliarlo, metterlo da parte e prepararlo per il trasporto in laboratorio. La seconda fase è stata completata nel laboratorio del campus della Penn State University dove ho potuto estrarre i componenti chimici, modificare il PH in modo da analizzarlo con gli strumenti e separare i composti di cui avevo bisogno dal resto del pollo. Nelle fasi finali ho esaminato i campioni usando uno spettrometro di massa per cromatografia liquida ad alta pressione, che ha separato i composti ed analizzato le sostanze chimiche mostrandomi esattamente la quantità di cancerogeni presenti nel mio pollo.

Così esaminando i dati ho ottenuto dei risultati soprendenti, perché ho scoperto che 4 dei 5 ingredienti della marinatura effettivamente inibivano la formazione dei carcinogeni. Cofrontandoli con il pollo non marinato, che ho usato come campione di controllo, ho scoperto che il succo di limone è di gran lunga il migliore, in quanto ha diminuito i cancerogeni di circa il 98 percento. La marinatura con acqua salata e quella con zucchero di canna hanno funzionato molto bene, abbattendo i cancerogeni di circa il 60 percento. L'olio di oliva ha diminuito di poco la formazione dei PhlP, ma in modo quasi trascurabile. I risultati sulla salsa di soia sono stati inconcludenti, a causa dell'ampiezza del range dei dati, ma sembra che la salsa di soia di fatto abbia aumentato i potenziali cancerogeni.

Un altro importante fattore che inizialmente non avevo considerato era il tempo di cottura. Ho scoperto che se si aumenta il tempo di cottura, la quantità di cancerogeni aumenta rapidamente. Da questo deriva che il modo migliore per cuocere il pollo marinato non consiste nel cuocerlo troppo poco ma nemmeno nel cuocerlo troppo, carbonizzandolo, e di marinarlo con succo di limone, oppure zucchero di canna o sale.

(Applausi)

Sulla scorta di quanto ho scoperto, ho una domanda da farvi. Sareste disposti a fare un semplice cambiamento nella vostra dieta che potenzialmente potrebbe salvarvi la vita? Non intendo affermare che se mangiate pollo grigliato non marinato sicuramente vi prenderete un cancro e morirete. Tuttavia, qualsiasi cosa facciate per diminuire il rischio di potenziali cancerogeni sicuramente può migliorare la vostra qualità di vita.

Credete che ne valga la pena? Come cucinerete il pollo d'ora in poi?

(Applausi)

Shree Bose: Salve a tutti, mi chiamo Shree Bose. Ho vinto il premio della categoria 17-18 anni e anche il premio principale. Vorrei che tutti voi vi immaginaste una ragazzina che tiene in mano una pianta di spinaci blu morta. Si trova di fronte a voi e vi sta spiegando che i bambini mangeranno le verdure se sono di colori diversi. Sembra ridicolo, no? Ma ero io qualche anno fa. Era il mio primo progetto per la fiera della scienza. Da lì le cose si sono fatte un po' più complesse. Mio fratello maggiore Panaki Bose ha cercato di descrivermi gli atomi per ore, quando a malapena capivo l'algebra di base. I miei genitori hanno patito molti altri miei progetti per la fiera della scienza, tra cui un cestino della spazzatura radiocomandato.

(Risate)

E poi venne l'estate del mio primo anno di scuola superiore quando mio nonno morì a causa di un cancro. Ricordo di aver visto la mia famiglia vivere quell'esperienza, e pensavo che non avrei mai voluto che un'altra famiglia patisse quel tipo di perdita. Quindi, armata della conoscenza del primo anno di biologia di scuola superiore, decisi che volevo dedicarmi alla ricerca sul cancro all'età di 15 anni. Proprio una bella idea. Quindi cominciai ad inviare email a tutti i professori della mia zona chiedendo loro di assistermi in laboratorio. Ottenni una sola risposta positiva. L'estate successiva andai a lavorare sotto la guida del Dottor Basu presso l'UNT Health Center di Fort Worth, in Texas. È qui che ha avuto inizio la ricerca.

Il cancro dell'ovaio è una di quelle forme di cancro sconosciute ai più, o a cui quantomeno non si presta molta attenzione. Ciò nonostante, è la quinta principale causa di morte per cancro tra le donne negli Stati Uniti. In effetti, una donna su 70 è affetta da cancro dell'ovaio. Per una su 100 sarà letale. La chemioterapia, uno dei metodi più efficaci attualmente usati per curare il cancro, implica la somministrazione di elevatissime dosi di sostanze chimiche per cercare di uccidere le cellule cancerose.

Il cisplatino è un medicinale relativamente comune nel trattamento chemioterapico del cancro -- è una molecola abbastanza semplice prodotta in laboratorio che interferisce con il DNA delle cellule cancerose spingendole ad autodistruggersi. Sembra una gran cosa, vero? Ma c'è un problema: capita che alcuni pazienti sviluppino una resistenza al medicinale, e anni dopo essere stati dichiarati liberi dal cancro ritornano. Ma questa volta non rispondono più al medicinale. È un grave problema. In realtà è uno dei più grandi problemi della chemioterapia odierna.

Quindi volevamo capire in che modo le cellule cancerose ovariche diventassero resistenti al Cisplatino. Volevamo capirlo perché, se ci fossimo riusciti, forse avremmo potuto fare in modo di prevenire lo sviluppo della resistenza. Dunque ci siamo posti quest'obiettivo. Pensavamo che in qualche modo fosse legato alla proteina AMP chinasi, una proteina regolatrice di energia. Dunque abbiamo provato tutti i sistemi per bloccare la proteina ed abbiamo scoperto questo grande cambiamento. Su questa diapositiva potete vedere sul nostro lato sensibile queste cellule che reagiscono al medicinale, quando cominciamo a bloccare la proteina il numero di cellule che muoiono -- questi puntini colorati -- diminuisce. Ma da questo lato, pur usando lo stesso trattamento, il numero aumenta -- il che è interessante.

Ma questi per voi sono solo puntini sullo schermo; che cosa significano esattamente? Bene in sostanza significano che questa proteina sta cambiando la cellula sensibile in cellula resistente. In realtà è possibile che stia alterando le cellule stesse rendendole resistenti. È un fatto molto importante. In effetti ciò significa che se a un paziente con cellule resistenti a questo farmaco gli somministriamo una sostanza che blocca questa proteina, possiamo rifare il trattamento con lo stesso farmaco. È qualcosa di fondamentale per l'efficacia della chemioterapia -- forse per molteplici tipi di cancro. Dunque questo è ciò che ho fatto, è stato il mio modo di re-immaginare il futuro per ricerche future, cerando di capire esattamente il ruolo di questa proteina, ma anche per il futuro dell'efficacia della chemioterapia -- così che tutti i nonni affetti da un cancro possano passare un po' più di tempo coi loro nipoti.

Ma il mio lavoro non era solo finalizzato alla ricerca. È stato un modo per scoprire la mia passione. Ecco perché vincere il primo premio della Global Science Fair di Google -- bella foto, sì -- è stato così eccitante ed è stato un onore grandissimo. Da quel momento ho avuto delle esperienze molto interessanti -- a cominciare dall'incontro con il Presidente fino ad arrivare su questo palco per parlare con voi.

Ma come dicevo, lo scopo del mio viaggio non era solo la ricerca ma anche quello di scoprire la mia passione e di crearmi delle opportunità, quando nemmeno sapevo cosa stessi facendo. Era trovare l'ispirazione e la determinazione e non rinunciare mai al mio interesse per la scienza, continuando ad imparare e a crescere. Dopotutto la mia storia è iniziata con una pianta di spinaci avvizzita, e da lì in poi è stata un crescendo.

Grazie.

(Applausi)

Naomi Shah: Salve a tutti, mi chiamo Naomi Shah, ed oggi vi parlerò della mia ricerca sulla qualità dell'aria negli ambienti chiusi e sui pazienti asmatici. 1,6 milioni di morti in tutto il mondo. Un morto ogni 20 secondi. Noi trascorriamo il 90% della nostra vita al chiuso. Il costo economico dell'asma è maggiore della somma dei costi di AIDS e tubercolosi. Queste statistiche hanno avuto un grande impatto su di me, ma ciò che realmente ha acceso il mio interesse per la ricerca è stato vedere mio padre e mio fratello soffrire di allergie croniche per tutto l'anno. Questa cosa mi confondeva; perché i sintomi dell'allergia persistono ben oltre la stagione dei pollini?

Con questa domanda in mente ho iniziato a fare ricerche e ho presto capito che è colpa degli inquinanti dell'aria degli ambienti chiusi. Dopo aver realizzato questo fatto, ho studiato le relazioni che intercorrono tra quattro principali inquinanti atmosferici ed i loro effetti sui polmoni dei pazienti asmatici. Inizialmente volevo solo capire quale di questi quattro inquinanti avesse l'impatto peggiore sui polmoni dei pazienti asmatici. Poco dopo ho sviluppato un nuovo modello matematico che in sostanza quantifica l'effetto di questi inquinanti ambientali sui polmoni dei pazienti asmatici. Mi sorprende il fatto che non esista ad oggi un modello che quantifichi gli effetti dei fattori ambientali sulla salute dei polmoni, dato che questa relazione sembra essere così importante.

Tenendo questo in mente, ho cominciato ad intensificare le mie ricerche e mi sono appassionata sempre di più. Perché avevo capito che se avessimo trovato il modo di identificare i rimedi, avremmo anche trovato il modo di curare più efficacemente i pazienti asmatici. Ad esempio, i composti organici volatili sono sostanze chimiche inquinanti che sono presenti nelle scuole, nelle case e nei luoghi di lavoro. Si trovano ovunque. Questi inquinanti chimici attualmente non sono considerati come inquinanti atmosferici, secondo il Clean Air Act degli Stati Uniti. Questo fatto mi sorprende, perché questi inquinanti chimici, come emerge dalla mia ricerca hanno un impatto negativo molto forte sulla salute dei polmoni dei pazienti asmatici e quindi dovrebbero essere regolamentati.

Perciò oggi voglio mostrarvi il modello di software interattivo che ho creato. Ve lo mostrerò sul mio computer portatile. C'è una volontaria tra gli spettatori, Julie. Tutti i dati di Julie sono stati preinseriti nel mio programma di modellazione interattivo. Chiunque può utilizzarlo. Vorrei che immaginaste di essere nei panni di Julie o in quelli di chiunque vi sia caro, che soffra di asma o di altri problemi polmonari. Dunque Julie si reca nello studio del suo dottore per farsi curare l'asma. Il dottore la fa sedere e misura il suo picco di flusso espiratorio -- che in sostanza è il suo tasso di esalazione, ovvero la quantità di aria che può espellere con un respiro.

Ora il picco di flusso espiratorio è stato già inserito nel mio modello. Ho anche inserito età, sesso ed altezza. Ho ipotizzato che abitasse in una casa normale, con livelli medi di inquinanti atmosferici. Perciò chiunque può venire qui, cliccare su "report della funzione polmonare" e ottenere un rapporto che ho configurato in questo modo. Questo rapporto rende evidente l'obiettivo della mia ricerca.

Quel che mostra -- fate attenzione al grafico nell'angolo in alto a destra -- è l'attuale picco di flusso espiratorio di Julie, la colonna gialla. Questa è la rilevazione registrata dal suo dottore. La colonna blu in fondo al grafico mostra quale dovrebbe essere il suo picco di tasso di espirazione e quale il tasso di esalazione, ovvero lo stato di salute dei polmoni in funzione della sua età, sesso ed altezza. Un dottore osserva la differenza tra la colonna blu e la gialla ed esclama "Wow, ha bisogno di steroidi, medicinali ed inalatori."

Vorrei che vi immaginaste un mondo in cui invece di prescrivere steroidi, inalatori e medicinali, il dottore si rivolga a Julie e le dica: "Perché non torni a casa e pulisci i filtri dell'aria? Pulisci le condotte dell'aria che hai in casa, nel tuo posto di lavoro, nella tua scuola. Smetti di usare incensi e candele. E se stai ristrutturando casa, elimina tutti i tappeti e fai mettere il parquet." Perché queste sono le soluzioni naturali, sono le soluzioni sostenibili, e sono anche investimenti di lungo periodo -- investimenti a lungo termine che facciamo per la nostra generazione e per quelle future. Perché queste soluzioni ambientali che Julie può adottare in casa, sul posto di lavoro e a scuola hanno un impatto su tutte le persone che vivono attorno a lei.

Dunque questa ricerca mi appassiona molto e voglio davvero proseguirla e allargarla ad altri problemi oltre l'asma, ad altri disordini respiratori e ad altri agenti inquinanti. Ma prima di concludere il mio discorso vorrei lasciarvi con una massima. La massima secondo cui la genetica carica la pistola, ma è l'ambiente a premere il grilletto. Questo ha avuto un grande effetto su di me mentre stavo svolgendo questa ricerca. Perché io credo che molti di noi pensano che l'ambiente sia al di fuori della nostra portata, che non possiamo fare nulla per cambiare la qualità dell'aria o per cambiare il clima o qualsiasi altra cosa.

Ma se ognuno di noi cominciasse dalla propria casa, dalla propria scuola e dal proprio luogo di lavoro, potremmo avere un impatto enorme sulla qualità dell'aria. Ricordatevi che passiamo il 90% della vita al chiuso. E che la qualità dell'aria e gli inquinanti atmosferici hanno un grandissimo impatto sulla salute dei polmoni dei pazienti asmatici, o di chiunque abbia un disordine respiratorio ed in generale su tutti noi.

Dunque voglio che immaginiate un mondo dove la qualità dell'aria è migliore, la qualità della vita è migliore, e la vita è migliore per tutti, anche per le generazioni future.

Grazie.

(Applausi)

Lisa Ling: Bene. Shree e Lauren potete salire sul palco rapidamente? Ecco i campioni della Google Science Fair. I vostri vincitori.

(Applausi)