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Nuovi materiali intelligenti: un passo verso il cuore artificiale
24 Mag 2019 Scritto da Cnr-Ino, Unifi, Lens
Rappresentazione schematica di un cuore artificiale basato su un innovativo cristallo liquido elastomerico capace di contrarsi sotto stimolo luminoso.
Un approccio interdisciplinare che vede coinvolti l’Istituto nazionale di ottica del Cnr, l’Università di Firenze e il Lens ha reso possibile lo sviluppo di un innovativo materiale foto-responsivo, capace di riprodurre le proprietà meccaniche del cuore umano. Il risultato è stato pubblicato su Circulation Research ottenendo copertina e selezione come Editor's Picks
Combinando competenze in chimica dei materiali, ottica, fisiologia e medicina sperimentale presenti all’interno dell’Istituto nazionale di ottica del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ino), dell’Università di Firenze (Unifi) e del Laboratorio europeo di spettroscopia non lineare (Lens), sono stati sviluppati dei materiali innovativi capaci di contrarsi una volta stimolati con la luce. Tali materiali sono stati implementati in modo da mimare la contrazione del muscolo cardiaco, con il fine di realizzarne un primo prototipo di muscolo artificiale. Il lavoro, pubblicato sulla rivista Circulation Research, ha dimostrato che questi materiali sono potenzialmente in grado di aumentare la performance contrattile del cuore.
“Abbiamo progettato e sintetizzato una vera e propria ‘palette’ di cristalli liquidi elastomerici capaci di contrarsi sotto stimolazione luminosa”, spiega Camilla Parmeggiani del Lens e Unifi. “Questi materiali sono stati caratterizzati meccanicamente come se fossero dei muscoli, con l’obbiettivo di identificare quelli con le proprietà più simili a quelle del nostro cuore”.
Nuove acquisizioni sul meccanismo di ereditarietà genetica associato al cromosoma X
24 Mag 2019 Scritto da Università La Sapienza di Roma
Un nuovo studio internazionale, coordinato dalla Sapienza in collaborazione l’European Molecular Biology Laboratory - Rome, il Queen Mary University of London e il California Institute of Technology, fa luce per la prima volta sul meccanismo biologico di inattivazione del cromosoma sessuale X alla base dell’ereditarietà genetica. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Structural & Molecular Biology La determinazione del sesso nei mammiferi, e dunque nell’uomo, è definita dalla presenza di cromosomi sessuali: i maschi sono portatori di una coppia eteromorfica di cromosomi (XY) e le femmine hanno due cromosomi identici (XX). Uno specifico processo biologico detto di inattivazione del cromosoma X prevede la perdita di funzione di uno dei due cromosomi delle femmine: in questo modo si bilancia la quantità dei geni ereditati, evitando la sovraespressione dei loro prodotti (proteine) e la conseguente insorgenza di anomalie genetiche come la sindrome della tripla X, nota anche come trisomia X.
Un nuovo studio pubblicato su Nature mostra che il contributo al rilascio di CO2 profonda nelle zone di avanarco - una delle zone intorno gli archi vulcanici - è maggiore di quanto si pensasse e che i microorganismi estremofili che vivono nel sottosuolo contribuiscono, assieme alla precipitazione di calcite, a rimuovere fino al 94% del flusso di CO2 in questa zona, con conseguenze su geologia e clima. I risultati ottenuti da un team di ricerca del Cnr-Irbim e Università Federico II di Napoli
Possono i microbi presenti in ambiente influenzare processi geologici su grande scala? Apparentemente si. Un nuovo studio, pubblicato su Nature, mostra che i microorganismi presenti nel sottosuolo sono direttamente o indirettamente responsabili del sequestro di grandi quantità di CO2 proveniente dal riciclo della crosta terrestre in zone di subduzione. Lo studio ha visto impegnate 27 istituzioni di sei paesi: tra i coautori e responsabili scientifici del progetto Donato Giovannelli, ricercatore presso l'Università degli Studi di Napoli Federico II ed associato presso l'Istituto per le risorse biologiche e le biotecnologie marine di Ancona (Cnr-Irbim); nel team anche Elena Manini e Francesco Smedile del Cnr-Irbim di Ancona e Messina. Il progetto è finanziato dal consorzio internazionale Deep Carbon Observatory, primo autore Peter Barry del Wood Hole Oceanographic Institution (Usa), tra gli altri autori Maarten de Moor dell'Osservatorio Vulcanologico della Costa Rica (Ovsicori), Karen Lloyd dell'Università del Tennessee a Knoxville e Francesco Regoli dell’Università Politecnica delle Marche.
Sclerosi multipla e orologio circadiano: scoperto un possibile legame nell’insorgenza della malattia
03 Mag 2019 Scritto da Università La Sapienza di Roma
Un team di ricercatori del Dipartimento di Scienze biochimiche A. Rossi Fanelli ha definito per la prima volta la variazione dell’alternanza luce/buio come fattore scatenante di risposte immunitarie incontrollate, alla base di molte malattie autoimmuni come la sclerosi multipla. Lo studio, che apre nuove prospettive cliniche, è pubblicato sulla rivista Amino Acids
Numerosi studi epidemiologici hanno dimostrato l’esistenza di singolari variazioni nella distribuzione geografica della prevalenza della sclerosi multipla (SM): è ormai accertato che all’aumentare della latitudine aumenti anche la prevalenza di questa malattia autoimmune. Tuttavia, la causa scatenante di tale disomogeneità fino a oggi è rimasta sconosciuta.
Il nuovo studio, coordinato da Enzo Agostinelli del Dipartimento di Scienze biochimiche A. Rossi Fanelli, identifica nell’orologio circadiano il principale fattore coinvolto e propone un modello eziologico della malattia (che considera cioè anche le cause) coerente sia con questo fattore geografico, sia con altri parametri quali le variazioni etniche, di sesso o dello stile di vita. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Amino Acids della Springer-Verlag GmbH.
“L’assunto fondamentale, che ha portato allo sviluppo del nuovo paradigma, – spiega Enzo Agostinelli – è che aumentando la latitudine, la continua e crescente diversità dell’alternanza luce-buio delle giornate desincronizzi gli orologi circadiani centrali e periferici. Tale alterazione a sua volta può compromettere il sistema immunitario dell'organismo, innescando l'autoimmunità e, con essa, la sclerosi multipla”.
La principale caratteristica degli orologi circadiani è la capacità di rispondere e sincronizzarsi con stimoli ambientali esterni, detti “zeitgebers” (dal tedesco, zeit = tempo, geber = che dà), primo fra tutti la luce e dunque l’alternanza luce-buio, ma anche la temperatura, il cibo e alcuni segnali sociali come variazioni del ritmo sonno-veglia (jet-lag, ora legale, lavoro notturno).
Stimolando l’occhio con una impercettibile corrente si possono ottenere miglioramenti visivi
03 Mag 2019 Scritto da Policlinico Gemelli
Lo rivela una ricerca condotta da ricercatori e medici dell’Università Cattolica – sede di Roma e Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS pubblicata sulla rivista scientifica “Brain Stimulation”. Coinvolti finora circa quaranta pazienti ipovedenti.
Con una piccola stimolazione elettrica diretta dall’esterno, in modo assolutamente non invasivo, a retina e nervo ottico si possono ottenere dei miglioramenti visivi nei casi di ipovisione più o meno grave. È quanto hanno dimostrato ricercatori e medici dell’Università Cattolica – sede di Roma e della Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS.
È il risultato di uno studio su circa quaranta pazienti condotto dal dottor Giuseppe Granata, neurologo presso il Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS e coordinato dal professor Paolo Maria Rossini, direttore dell’Area di Neuroscienze del Policlinico Universitario A. Gemelli IRCCS e Ordinario di Neurologia all’Università Cattolica - sede di Roma, pubblicato sulla rivista scientifica “Brain Stimulation”.
Gli esperti si sono avvalsi della ‘stimolazione elettrica transcranica’, una tecnica già in uso clinico per malattie quali la depressione maggiore. “Si tratta - spiega il neurologo del Gemelli Granata - di una stimolazione elettrica non invasiva con corrente alternata che si applica vicino agli occhi mediante degli elettrodi a coppetta che il paziente percepisce al massimo come un piccolo formicolio o una leggerissima scossa elettrica”.
“Secondo studi recenti - continua Granata - la stimolazione sarebbe in grado di eccitare la retina e in parte anche il nervo ottico”.
“Noi l'abbiamo testato su pazienti ipovedenti di varia gravità (da marcata riduzione del campo visivo alla cecità praticamente completa), colpiti sia da lesioni retiniche che del nervo ottico e cerebrali – aggiunge Granata – coinvolgendo a oggi circa quaranta pazienti”.
Bere in salute, dal latte alla spremuta d'arancia
03 Mag 2019 Scritto da Ospedale Pediatrico Bambino Gesù
E' una necessità fondamentale fin dai primi istanti di vita. Una giusta quantità di acqua, maggiore componente del latte materno, mantiene l'idratazione, permette di eliminare le scorie del metabolismo, migliora la capacità di attenzione dei bambini. Dal latte alle bevande vegetali, dall'acqua alle spremute di frutta, nel nuovo numero di ‘A scuola di salute', il magazine digitale a cura dell'Istituto Bambino Gesù per la Salute del Bambino e dell'Adolescente, diretto dal prof. Alberto G. Ugazio, una guida alle diverse bevande disponibili e i consigli per assumere liquidi in modo corretto nelle varie fasi della crescita.
La quantità di liquidi di cui si ha bisogno varia in relazione all'età, alle condizioni di salute, all'attività fisica e al regime alimentare. Si comincia a bere con il latte materno, alimento che fornisce i nutrienti necessari per una buona crescita e un normale sviluppo. E' composto per circa l'87% di acqua e da una proporzione ben bilanciata di proteine, grassi e carboidrati. E' facilmente digeribile e soddisfa tutti i fabbisogni alimentari del bambino nei primi 6 mesi di vita. In questo periodo è indicato come alimento esclusivo dall'Organizzazione Mondiale della Sanità e dalle più importanti società scientifiche per la nutrizione. Nel secondo semestre l'offerta di latte materno viene integrata con altri alimenti ed è raccomandata anche durante il secondo anno di vita ed oltre.
L'assunzione di latte materno tramite allattamento al seno comporta molti benefici a tutti i bambini, compresi i neonati prematuri: sono più protetti dal rischio di contrarre infezioni, allergie o malattie complesse come diabete di tipo 1 e 2, sindrome dalla morte improvvisa, linfomi e leucemie, obesità, patologie croniche intestinali, ipertensione arteriosa e, nel caso dei nati pretermine, da infezioni sistemiche, retinopatia, displasia broncopolmonare ed enterocolite necrotizzante. Allattare al seno, inoltre, migliora la relazione con la mamma e accresce il quoziente intellettivo del bambino.
Quando la mamma non può allattare, nei primi 6 mesi di vita l'alternativa è il latte ‘di formula', un derivato del latte vaccino, in polvere o liquido, con una composizione di nutrienti che si ispira a quello umano. Anche se ben tollerato, non è un alimento sovrapponibile al latte materno. Le formule di ‘proseguimento' sono utilizzate tra i 6 mesi e il primo anno di vita, mentre il latte ‘di crescita' è destinato ai bambini da 1 a 3 anni di età.
Figura 1. Confronto tra andamenti temporali in comunità marine
Nell’ultimo decennio il riscaldamento terrestre ha portato a mutamenti biologici su scala oceanica senza precedenti. Un nuovo studio internazionale, a cui partecipa il Cnr-Ismar, suggerisce che le future variazioni di temperatura avranno effetti ancor più importanti sulla vita marina. I risultati, pubblicati su Nature Climate Change, sono stati ottenuti grazie a un nuovo modello numerico globale costruito sulla teoria ‘Metal’
Secondo il 5th Assessment Report dell’Intergovernmental Panel on Climate Change dal 1995 l'oceano globale ha assorbito oltre il 90% del calore in eccesso intrappolato nell'atmosfera dai gas serra. Tuttavia, solo una minuscola parte degli oceani è attualmente monitorata rispetto al cambiamento globale, il che limita la nostra capacità di prevedere le sue implicazioni sulla biodiversità a scala oceanica.
Alessandra Conversi dell’Istituto di scienze marine del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Ismar) partecipa a un team di ricerca internazionale, guidato dal Cnrs (Francia), che, utilizzando un nuovo modello numerico globale, prevede che l'aumento del calore oceanico porterà a sostanziali cambiamenti biologici nel mare. Lo studio, pubblicato su Nature Climate Change, identifica in particolare alterazioni inusuali nella vita marina dopo il 2010 nel Pacifico, nell'Oceano Atlantico e nell'oceano Artico. “Questi risultati suggeriscono l'inizio di una nuova era climatica caratterizzata da forti cambiamenti biologici in regioni sempre più diffuse”, spiega Conversi.
L’elisir di giovinezza dei muscoli: scoperto il funzionamento delle molecole che combattono l’invecchiamento muscolare
30 Apr 2019 Scritto da La Sapienza Università
Uno studio di un team di ricerca della Sapienza, in collaborazione con l’Istituto Pasteur di Roma, l’Università Cattolica e il Jackson Laboratory (USA), ha caratterizzato il meccanismo di azione di due molecole per rallentare il declino muscolare legato all’età. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Aging Cell
Uno dei primi effetti dell’invecchiamento è la perdita di massa muscolare scheletrica associata a una riduzione della forza. Questo processo, denominato sarcopenia, è spesso accompagnato dall’alterazione delle giunzioni neuromuscolari, con conseguente compromissione della comunicazione tra sistema nervoso e tessuto muscolare. È importante quindi mantenere funzionanti e in salute i muscoli anche nell’età senile per aumentare la qualità stessa della vita delle persone anziane.
Per fare luce su questo meccanismo, un nuovo studio coordinato dal gruppo di ricerca di Antonio Musarò del Dipartimento di Scienze anatomiche istologiche medico legali e dell'apparato locomotore della Sapienza, in collaborazione con l’Istituto Pasteur-Italia, l’Università Cattolica di Roma e il Jackson Laboratory (USA), ha analizzato il fattore di crescita IGF-1, che ha un ruolo fondamentale per il differenziamento delle cellule muscolari.
Un nuovo approccio alla terapia genica per le malattie ‘genomiche’
05 Apr 2019 Scritto da Cnr-Irgb, Irccs Humanitas
Eliminare le numerose alterazioni genomiche attualmente incurabili trapiantando un intero cromosoma nelle cellule che presentano il difetto genetico. Questo il nuovo metodo proposto da un team di ricercatori del Cnr-Irgb e Humanitas per il contrasto alle malattie genomiche, come la Malattia granulomatosa cronica o la Distrofia di Duchenne. Il lavoro pubblicato su Stem Cells
Negli ultimi anni abbiamo assistito alla messa a punto di interessanti approcci alla terapia genica per le malattie ereditarie, basati sulla tecnologia CRISPR/Cas9 e sull’uso di speciali vettori virali che hanno semplificato notevolmente la correzione di piccole alterazioni genetiche. Purtroppo non tutte le patologie ereditarie sono curabili con queste strategie, poiché alcune di esse sono dovute ad alterazioni genomiche di grandi dimensioni come aneuploidie, duplicazioni, inversioni e altri riarrangiamenti complessi. Ricercatori dell’Istituto di ricerca genetica e biomedica (Cnr-Irgb) e dell’Irccs Humanitas di Milano hanno messo a punto un nuovo metodo che potrebbe consentire di curare anche queste malattie. Lo studio è pubblicato sulla rivista Stem Cells.
Scoperto un nuovo meccanismo che modifica i vasi tumorali e contribuisce a rendere il cancro più aggressivo: una nuova prospettiva per la terapia anti-angiogenetica. Lo studio - di un gruppo di ricerca dell’Istituto di genetica molecolare del Cnr di Pavia, sostenuto dall’Airc e in collaborazione con lo Ieo di Milano - è pubblicato su eLife
Un gruppo di ricerca dell’Istituto di genetica molecolare del Consiglio nazionale delle ricerche (Cnr-Igm) di Pavia guidato da Claudia Ghigna, sostenuto dall’Airc-Associazione italiana per la ricerca contro il cancro e in collaborazione con il gruppo di Ugo Cavallaro dello Ieo di Milano, ha scoperto che nei vasi sanguigni del tumore ovarico, una delle cause più comuni di morte per cancro nella popolazione femminile tra i 50 e i 69 anni, viene prodotta una nuova variante delle proteina L1, a cui è stato dato il nome di L1-deltaTM, attraverso un meccanismo di ‘taglia e cuci’ noto come splicing alternativo. Lo studio è pubblicato sulla rivista scientifica eLife.
“Attraverso lo splicing alternativo i mattoni che formano i geni umani possono essere montati in vari modi, consentendo a un singolo gene di produrre proteine differenti”, spiega Claudia Ghigna. “I risultati della ricerca accendono i riflettori su questo meccanismo molecolare e sul suo ruolo, fino ad oggi poco conosciuto, nei vasi tumorali. Infatti, la nuova variante L1-deltaTM, è frutto del mal funzionamento dello splicing alternativo nelle cellule che compongono i vasi sanguigni del tumore ovarico”.
