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Posts Tagged ‘biotecnologia’

Scoperti nuovi gel non appiccicosi.

Posted by giorgiobertin su febbraio 7, 2020

Gli scienziati dell’University of Bristol e dell’Université Paris-Saclay hanno scoperto una nuova classe di materiale: i gel non appiccicosi. Fino ad ora i gel sono costituiti da particelle che si attaccano tra loro per formare una rete.
Il team di ricerca, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista “Proceedings of National Academy of Sciences“, hanno ora dimostrato che le reti possono persistere senza che le particelle si attacchino l’una all’altra, come se le particelle fossero dei cristalli liquidi.

non-sticky-gels
Image of non-sticky gel taking using advanced 3D light microscopy techniques Image credit: University of Bristol

“Questa nuova classe di “gel non appiccicosi” si formano quando i colloidi si comportano come cristalli liquidi” – afferma il prof. C Patrick-Royall, della School of Chemistry dell’University of Bristol. Le particelle dei nuovi gel sono fatte di argilla sepiolite, si allineano preferenzialmente in una direzione e formano una rete altamente viscosa come i gel colloidali convenzionali, ma senza bisogno di attrazioni tra le particelle per tenerle insieme.

Leggi abstract dell’articolo:
Anisotropic viscoelastic phase separation in polydiserse hard rods: non-sticky gelation
by C. Ferreiro-Cordova, J. van Duijeveldt and C.P. Royall
Proceedings of the National Academy of Sciences PNAS first published January 31, 2020 https://doi.org/10.1073/pnas.1909357117

Fonte: University of Bristol

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Globuli rossi trasformati per la somministrazione di farmaci.

Posted by giorgiobertin su gennaio 20, 2020

Un team di fisici della McMaster University – Canada ha sviluppato un processo per modificare i globuli rossi in modo che possano essere utilizzati per distribuire farmaci in tutto il corpo; questo con lo scopo di colpire specificamente le infezioni o curare malattie catastrofiche come il cancro o l’Alzheimer.

Speedy Delivery from McMaster University (OFFICIAL) on Vimeo.

Chemists design red blood cells that can transport drugs to specific targets.

I globuli rossi modificati sono progettati per circolare nel corpo per diverse settimane, alla ricerca di obiettivi specifici tra cui batteri, tumori o organi.
La tecnologia, descritta sulla rivista “Advanced Biosystems, risolve un grave problema con gli attuali metodi di somministrazione di farmaci che usano molecole sintetiche e non possono raggiungere obiettivi specifici o essere respinti dall’organismo.

Chiamiamo questi globuli rossi superumani. Pensiamo che potrebbero funzionare come perfetti portatori di farmaci invisibili che possono superare in astuzia il nostro sistema immunitario“, spiega il prof. Maikel Rheinstädter della McMaster University. “L’intero processo è molto efficiente e può essere completato in un giorno in laboratorio”.

I ricercatori hanno sviluppato un metodo per aprire i globuli rossi, modificarne la parete cellulare esterna e sostituirne il contenuto con una molecola di farmaco, che verrebbe poi iniettata di nuovo nel corpo.

Leggi il full text dell’articolo:
Hybrid Erythrocyte Liposomes: Functionalized Red Blood Cell Membranes for Molecule Encapsulation
Sebastian Himbert Matthew J. Blacker Alexander Kihm Quinn Pauli Adree Khondker Kevin Yang Sheilan Sinjari Mitchell Johnson Janos Juhasz Christian Wagner Harald D. H. Stöver Maikel C. Rheinstädter
Adv. Biosys. 2020, 1900185 First published: 07 January 2020 https://doi.org/10.1002/adbi.201900185

Fonte: McMaster University – Canada

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Realizzato “robot organico” con cellule staminali.

Posted by giorgiobertin su gennaio 16, 2020

Gli scienziati dell’University of Vermont hanno utilizzato le cellule staminali per creare una nuova forma di vita: robot organici. La nuova specie si chiama “xenobot” ed è diversa da qualsiasi altra cosa in natura. I ricercatori lo chiamano “robot vivente” ed è una forma di vita completamente nuova utilizzando le cellule staminali derivate da embrioni di rana. Questi “xenobot” millimetrici possono spostarsi verso un bersaglio, forse raccogliere un carico utile (come una medicina che deve essere trasportata in un posto specifico all’interno di un paziente) e guarire se stessi.


UVM and Tufts Team Builds First Living Robots

Queste sono nuove macchine viventi“, afferma il prof. Joshua Bongard, “Non sono né un robot tradizionale né una specie conosciuta di animali. È una nuova classe di artefatti: un organismo vivente, programmabile”.
Per la prima volta in assoluto, “abbiamo progettato macchine completamente biologiche da zero“, scrive il team nel loro nuovo studio pubblicato sulla rivista “Proceedings of the National Academy of Sciences – PNAS“.

Assemblate in forme del corpo mai viste in natura, le cellule hanno iniziato a lavorare insieme. Le cellule della pelle formavano un’architettura più passiva, mentre le contrazioni una volta casuali delle cellule del muscolo cardiaco venivano messe in opera creando un movimento in avanti ordinato guidato dal design del computer e aiutato da schemi auto-organizzanti spontanei, permettendo ai robot di muoversi sul loro proprio ambiente” – affermano i ricercatori.

I robot possono essere assemblati in numerose configurazioni e sono in grado di autorigenerarsi, muoversi e lavorare insieme. Gli xenobot potrebbero funzionare come nanobot biodegradabili. Ciò li renderebbe utili per funzioni come la consegna di farmaci all’interno del corpo umano.

Scarica  e leggi il documento in full text:
A scalable pipeline for designing reconfigurable organisms
Sam Kriegman, Douglas Blackiston, Michael Levin, Josh Bongard
Proceedings of the National Academy of Sciences Jan 2020, 201910837; DOI: 10.1073/pnas.1910837117

Fonte: University of Vermont

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Creato bendaggio che aiuta il coagulo di sangue senza attaccarsi alle ferite.

Posted by giorgiobertin su gennaio 15, 2020

I ricercatori dell’ETH di Zurigo e dell’Università Nazionale di Singapore hanno sviluppato un nuovo tipo di bendaggio che aiuta a coagulare il sangue e non si attacca alla ferita. Questa è la prima volta che gli scienziati uniscono entrambe le proprietà in un unico materiale.

gauze
Left, regular cotton gauze that absorbs blood. Right, gauze coated with carbon nanofibers in silicon. Below: Close-​ups of the cotton fibers under an electron microscope. (Credit: Li Z et al./Nature Communications)

La repulsione del sangue e il raggiungimento di una coagulazione rapida sono due proprietà diverse che sono entrambe benefiche nelle bende: le bende repellenti al sangue non si impregnano di sangue e non aderiscono alla ferita, quindi possono essere successivamente rimosse facilmente, evitando sanguinamenti secondari. Sostanze e materiali che promuovono la coagulazione, d’altra parte, sono usati in medicina per fermare l’emorragia il più rapidamente possibile.

Con il nuovo materiale superidrofobico, possiamo evitare di riaprire la ferita quando si cambia la benda“, afferma Athanasios Milionis. “La riapertura delle ferite è un grave problema, principalmente a causa del rischio di infezione, anche da pericolosi germi ospedalieri, un rischio particolarmente elevato quando si cambiano le bende“.
Le potenziali applicazioni per la fasciatura vanno dalla medicina d’urgenza alla chirurgia per evitare gravi perdite di sangue agli intonaci da usare in casa e in viaggio.
L’articolo che descrive il materiale appare in “Nature Communications“.

Scarica e leggi il documento in full text:
Superhydrophobic hemostatic nanofiber composites for fast clotting and minimal adhesion
Li Z, Milionis A, Zheng Y Yee M, Codispoti L, Tan F, Poulikakos D, Yap CH
Nat Commun 10, 5562 (2019), doi: 10.1038/s41467-​019-13512-8

Fonte: ETH Zurich

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Chirurgia endovascolare: piattaforma robotica per navigare attraverso i vasi sanguigni profondi.

Posted by giorgiobertin su dicembre 10, 2019

I ricercatori del Polytechnique Montréal Nanorobotics Laboratory hanno sviluppato un nuovo approccio per affrontare una delle maggiori sfide della chirurgia endovascolare: come raggiungere i luoghi fisiologici di più difficile accesso. La loro soluzione è una piattaforma robotica che utilizza il campo marginale generato da un magnete superconduttore e uno scanner MRI clinico per guidare gli strumenti medici attraverso strutture vascolari più profonde e complesse. La sperimentazione in vivo con questo approccio è stata completata con successo ed è oggetto di un articolo che è stato pubblicato su “Science Robotics“.

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Crédit: Massouh bioMÉDia pour le Laboratoire de nanorobotique de Polytechnique Montréal

Immaginiamo di dover spingere un filo sottile come un capello per poter penetrare all’interno di un tubo lungo e stretto pieno di curve. La mancanza di rigidità del filo e le forze di attrito esercitate sulle pareti del tubo alla fine renderebbero impossibile la manovra, il filo alla fine si piegherà e si incastrerebbe in una delle anse del tubo.
Un apparato di risonanza magnetica (MRI), un magnete superconduttore che genera un campo magnetico di almeno decine di migliaia di volte il valore del campo magnetico terrestre, hanno permesso ai ricercatori di tirare la punta dello strumento nei meandri dei vasi sanguigni.

Questa soluzione robotica, le cui prestazioni vanno ben oltre quelle delle procedure manuali e delle piattaforme magnetiche esistenti, consente interventi endovascolari in regioni molto profonde, e quindi attualmente inaccessibili, del corpo umano. In particolare, potrebbe aiutare i chirurghi nelle procedure che richiedono le procedure meno invasive possibili, ad esempio il trattamento di problemi cerebrali come aneurismi o eventi cardiovascolari.

Leggi il full text dell’articolo:
Using the fringe field of a clinical MRI scanner enables robotic navigation of tethered instruments in deeper vascular regions
BY ARASH AZIZI, CHARLES C. TREMBLAY, KÉVIN GAGNÉ, SYLVAIN MARTEL
Science Robotics 27 Nov 2019: Vol. 4, Issue 36, eaax7342 DOI: 10.1126/scirobotics.aax7342

Fonte: Polytechnique Montréal Nanorobotics Laboratory

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Microelettrodi per ripristinare la funzione spinale.

Posted by giorgiobertin su dicembre 9, 2019

I ricercatori dell’University of Alberta in Canada hanno utilizzato nuovi microelettrodi di platino / iridio per creare una mappa funzionale del midollo spinale inferiore nelle scimmie, dimostrando come diversi segmenti del midollo spinale controllano il movimento degli arti inferiori. Questo sviluppo può un giorno essere utilizzato per la riabilitazione di pazienti con paralisi.
La stimolazione del midollo spinale è stata studiata per rianimare gli arti paralizzati e migliorare il recupero.

I ricercatori hanno usato un microelettrodo impiantabile per studiare l’organizzazione del midollo spinale delle scimmie macaco.

monkey-neuro

I ricercatori hanno utilizzato microelettrodi di platino/iridio (75 µm di diametro) insieme a un sistema stereotassico montato sulla colonna vertebrale per un controllo spaziale altamente preciso del posizionamento dei microelettrodi. Gli esperimenti sono stati condotti su delle scimmie macaco.
Pensiamo che la stessa stimolazione intraspinale indurrà le persone a iniziare a camminare sempre più a lungo, e forse anche più velocemente“, ha dichiarato Vivian Mushahwar, autore principale dello studio pubblicato sulla rivista “Scientific Reports“.

Scarica e leggi il documento in full text:
Functional organization of motor networks in the lumbosacral spinal cord of non-human primates.
Toossi, A., Everaert, D.G., Perlmutter, S.I. et al.
Sci Rep 9, 13539 (2019) doi:10.1038/s41598-019-49328-1

Fonte: University of Alberta

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Controllo dell’attenzione con le onde cerebrali.

Posted by giorgiobertin su dicembre 5, 2019

I neuroscienziati del MIT hanno forse risolto il problema dell’attenzione, abbassando le onde cerebrali alfa. In un nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che le persone possono migliorare la loro attenzione controllando le proprie onde cerebrali alfa basate sul neurofeedback che ricevono mentre svolgono un determinato compito.

controllinga

Lo studio ha scoperto che quando i soggetti hanno imparato a sopprimere le onde alfa in un emisfero della corteccia parietale, sono stati in grado di prestare maggiore attenzione agli oggetti che sono apparsi sul lato opposto del loro campo visivo. Questa è la prima volta che questa relazione causa-effetto è stata vista e suggerisce che potrebbe essere possibile per le persone imparare a migliorare la loro attenzione attraverso il neurofeedback.
Robert Desimone, direttore del McGovern Institute for Brain Research del MIT. “È un modo completamente non invasivo di controllare e testare il ruolo di diversi tipi di attività cerebrale“.

Precedenti studi hanno dimostrato una forte correlazione tra l’attenzione e le onde cerebrali alfa, in particolare nella corteccia parietale. Nell’uomo e negli studi sugli animali, una diminuzione delle onde alfa è stata collegata a una maggiore attenzione. Tuttavia, non è chiaro se le onde alfa controllino l’attenzione o siano solo un sottoprodotto di qualche altro processo che governa l’attenzione” – afferma il prof. Desimone.

Leggi abstract dell’articolo:
Alpha Synchrony and the Neurofeedback Control of Spatial Attention
Yasaman Bagherzadeh et al.
Neuron (2019). DOI: 10.1016/j.neuron.2019.11.001

Fonte: MIT

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Creati i primi neuroni artificiali.

Posted by giorgiobertin su dicembre 4, 2019

Un team di ricerca, guidato dall’Università di Bath e comprendente ricercatori delle Università di Bristol, Zurigo e Auckland, per la prima volta ha riprodotto con successo le proprietà elettriche dei neuroni biologici su chip a semiconduttore. I particolari di questa creazione di neuroni artificiali in uno studio pubblicato su “Nature Communications“.
Un risultato unico nel suo genere con un enorme potenziale per i dispositivi medici per curare malattie croniche, come insufficienza cardiaca, Alzheimer e altre malattie neuronali degenerazione.
I neuroni artificiali potrebbero riparare i bio-circuiti malati replicando la loro funzione sana e rispondendo adeguatamente al feedback biologico per ripristinare la funzione corporea.

Synthetic Neurons

Il professor Alain Nogaret, del dipartimento di fisica dell’Università di Bath, ha guidato il progetto. Ha detto: “Fino ad ora i neuroni sono stati come scatole nere, ma siamo riusciti ad aprire la scatola nera e scrutare all’interno. Il nostro lavoro sta cambiando paradigma perché fornisce un metodo robusto per riprodurre le proprietà elettriche dei neuroni reali nei minimi dettagli“.
Ad esempio stiamo sviluppando pacemaker intelligenti che non solo stimolano il cuore a pompare a un ritmo costante, ma usano questi neuroni per rispondere in tempo reale alle richieste poste sul cuore – che è ciò che accade naturalmente in un cuore sano. Altre possibili applicazioni potrebbero essere nel trattamento di condizioni come l’Alzheimer e le malattie degenerative neuronali più in generale.

Leggi abstract dell’articolo:
Optimal solid state neurons
Abu-Hassan, K., Taylor, J.D., Morris, P.G. et al.
Nat Commun 10, 5309 (2019) https://doi.org/10.1038/s41467-019-13177-3

Fonte: University of Bath

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Circuiti del DNA per identificare le cellule tumorali.

Posted by giorgiobertin su dicembre 3, 2019

I ricercatori della Duke University hanno sviluppato un nuovo strumento basato sul DNA per identificare le cellule tumorali. Il legame del DNA con marcatori cellulari specifici produce un segnale se e solo se sono presenti due proteine ​​specifiche, questo contribuisce a migliorare la specificità e ridurre i falsi positivi nella rilevazione delle cellule tumorali.

Testando il loro dispositivo microscopico, i ricercatori hanno scoperto che è in grado di rilevare le cellule di leucemia e identificarle da altre cellule tumorali nel giro di poche ore.

Cell_membrane

I ricercatori sperano anche che un giorno questi circuiti del DNA possano essere somministrati ai malati di cancro. In futuro, i ricercatori prevedono di espandere il dispositivo in modo da rilasciare una piccola molecola che avvisa il sistema immunitario del corpo di attaccare le cellule tumorali.

Leggi abstract dell’articolo:
Programming DNA-Based Biomolecular Reaction Networks on Cancer Cell Membranes
Tianqi Song, Shalin Shah, Hieu Bui, Sudhanshu Garg, Abeer Eshra, Daniel Fu, Ming Yang, Reem Mokhtar and John Reif
Journal of the American Chemical Society, October 10, 2019. DOI: 10.1021/jacs.9b05598

Fonte: Duke University

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Aterosclerosi, scoperta la molecola in grado di frenare la malattia.

Posted by giorgiobertin su novembre 27, 2019

Scoperta la molecola in grado di frenare la malattia aterosclerotica. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Immunology, è stato condotto da un gruppo di ricerca internazionale, guidato da Ivan Zanoni del Dipartimento di Biotecnologie e Bioscienze dell’Università di Milano-Bicocca in collaborazione con la Harvard Medical School di Boston.

Il lavoro pubblicato dimostra che alcune molecole prodotte dal nostro stesso organismo sono in grado di modificare l’attività infiammatoria dei macrofagi, cellule del sistema immunitario che fungono da sentinelle in grado di attivarsi in situazioni di stress.

Lo studio si è focalizzato sulla capacità di un gruppo di fosfolipidi ossidati, che tipicamente si accumulano nei pazienti aterosclerotici, di modificare il metabolismo dei macrofagi e la loro attività infiammatoria.

La ricerca ha mostrato, infatti, che questi fosfolipidi ossidati sono in grado di potenziare il metabolismo dei macrofagi, rendendoli ‘iper-infiammatori’, aumentandone cioè la capacità di produrre l’interleuchina 1 beta, una proteina che induce la risposta infiammatoria alla base dell’aterosclerosi.

La scoperta apre la strada a possibili futuri farmaci in grado di bloccare lo sviluppo dei meccanismi infiammatori alla base dell’aterosclerosi e di prevenire la formazione della placca aterosclerotica.

leggi abstract dell’articolo:
Endogenous oxidized phospholipids reprogram cellular metabolism and boost hyperinflammation
Di Gioia, M., Spreafico, R., Springstead, J.R. et al.
Nat Immunol (2019) doi:10.1038/s41590-019-0539-2

Approfondisci e leggi il comunicato stampa unimib.it:
Aterosclerosi, scoperta la molecola in grado di frenare la malattia

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FDA approva lente a contatto per rallentare la progressione della miopia.

Posted by giorgiobertin su novembre 16, 2019

MiSight, la prima lente a contatto indicata per rallentare la progressione della miopia nei bambini di età compresa tra 8 e 12 anni, è stata approvata dalla Food and Drug Administration – FDA.

lente-contatto

La FDA ha approvato MiSight sulla base dei dati di una sperimentazione clinica prospettica in quattro siti clinici. La sicurezza e l’efficacia di MiSight sono state dimostrate in uno studio clinico randomizzato e controllato di tre anni su 135 bambini di età compresa tra 8 e 12 anni. Durante i tre anni, i bambini che indossavano lenti MiSight avevano una progressione minore della miopia rispetto a quelli che indossavano lenti a contatto morbide convenzionali.
L’approvazione è stata concessa a CooperVision Inc.

Comunicato stampa FDA:
FDA approves first contact lens indicated to slow the progression of nearsightedness in children

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Scoperto un gene responsabile della rigenerazione.

Posted by giorgiobertin su ottobre 23, 2019

Scoperto un gene chiave della rigenerazione: nel corso dell’evoluzione è rimasto attivo negli animali a sangue freddo, come gli anfibi, e che negli animali a sangue caldo si è spento. Descritto sulla rivista “Cell Reports“, il gene è stato identificato dal gruppo dell’Accademia delle Scienze Russa coordinato da Daria Korotkova.

c-answer

E’ stato individuato nel Dna della rana Xenopus laevis, studiata da tempo dai biologi dello sviluppo. Il gene si chiama ‘c-Answer’ ed è stato individuato utilizzando un particolare algoritmo informatico. Gli autori dello studio hanno osservato che, spegnendo il gene nei girini di Xenopus laevis, gli animali sono incapaci di rigenerare la coda dopo l’amputazione.

I ricercatori hanno inoltre dimostrato che una mancata regolazione di questo gene e un suo eccessivo funzionamento portano, non solo a una capacità di rigenerazione della coda e degli arti più precoce, ma alla formazione di una seconda testa nell’animale. “Segno – conclude Korotkova – dell’importante ruolo svolto da questo gene anche nello sviluppo cerebrale”.

Scarica e leggi il documento in full text:
Bioinformatics Screening of Genes Specific for Well-Regenerating Vertebrates Reveals c-answer, a Regulator of Brain Development and Regeneration
Daria D. Korotkova, Vassily A. Lyubetsky, Anastasia S. Ivanova, Lev I. Rubanov, Alexander V. Seliverstov, Oleg A. Zverkov, Natalia Yu. Martynova, Alexey M. Nesterenko, and others
Cell Reports, Vol. 29, Issue 4, p1027–1040.e6 Published in issue: October 22, 2019  DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.09.038

Fonte: ANSA – Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

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Esoscheletro comandato dal cervello.

Posted by giorgiobertin su ottobre 8, 2019

Un team di ricercatori dell’University of Grenoble, Grenoble, France, ha realizzato un esoscheletro che “raccoglie” i pensieri di chi lo indossa e guidato da questi grazie a una serie di elettrodi speciali, ha permesso a un giovane paralizzato di camminare di nuovo.

L’esperimento all’interno del progetto Brain Computer Interface, pubblicato sulla rivista The Lancet Neurology, è stato condotto su un ragazzo di Lione di 28 anni, Thibault, rimasto completamente paralizzato quattro anni fa a causa di un incidente che gli ha lesionato il midollo spinale.

L’armatura robotica risponde all’attività elettrica del cervello grazie a due dispositivi impiantanti nella testa, sopra la corteccia motoria. Ogni impianto è ricoperto da 64 elettrodi che catturano i segnali prodotti dal cervello durante le intenzioni di movimento e li inviano in modalità wireless a un computer.È poi compito di un sofisticato software leggere le onde cerebrali e trasformarle in istruzioni comprensibili dall’esoscheletro. Il sistema impiega 350 millisecondi per passare dal pensiero al movimento degli arti robotici.

Per i ricercatori il prossimo passo è riuscire declinare l’utilizzo dell’interfaccia cervello-macchina anche in altri strumenti, come per esempio una sedia a rotelle o un braccio robotico.

L’obiettivo finale rimane sempre lo stesso: compensare i diversi tipi di disabilità motoria e dare maggiore autonomia a tutti quelli che, per un motivo o per un altro, l’hanno persa.

Leggi il full text dell’articolo:
An exoskeleton controlled by an epidural wireless brain–machine interface in a tetraplegic patient: a proof-of-concept demonstration
Alim Louis Benabid,Thomas Costecalde,Andrey Eliseyev,…..
Published: October 03, 2019 DOI: https://doi.org/10.1016/S1474-4422(19)30321-7

Video 1

Video 2

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Nanoparticelle utilizzate per trasportare l’agente anticancro nelle cellule.

Posted by giorgiobertin su settembre 17, 2019

Gli scienziati dell’Università di Cambridge hanno sviluppato una piattaforma che utilizza nanoparticelle note come strutture metallo-organiche per fornire un promettente agente anticancro alle cellule.
Il dott. David Fairen-Jimenez, del dipartimento di ingegneria chimica e biotecnologia di Cambridge, afferma che le strutture metallo-organiche (MOF – metal-organic framework) potrebbero presentare una piattaforma praticabile per fornire alle cellule un potente agente anticancro, noto come siRNA.

siRNA

Il piccolo acido ribonucleico interferente (siRNA), ha il potenziale per inibire i geni che causano il cancro sovraespresso ed è diventato un obiettivo crescente per gli scienziati nella caccia a nuovi trattamenti per il cancro.
Un problema con l’utilizzo di MOF o altri veicoli per trasportare piccole molecole nelle cellule è che spesso vengono fermate dalle cellule sulla strada verso il loro obiettivo. Questo processo è noto come intrappolamento endosomiale ed è un essenzialmente meccanismo di difesa contro i componenti indesiderati che entrano nella cellula. Il team di Fairen-Jimenez ha aggiunto componenti extra al loro MOF per impedire che rimangano intrappolati nel loro cammino all’interno della cellula, e questo dovrebbe garantire che siRNA raggiunga il suo obiettivo.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista “Chem” di Cell Press.

Scarica e leggi il documento in full text:
A Highly Porous Metal-Organic Framework System to Deliver Payloads for Gene Knockdown
Michelle H. Teplensky,Marcus Fantham,Chetan Poudel,Colin Hockings,Meng Lu,Alina Guna,Marta Aragones-Anglada,Peyman Z. Moghadam,Peng Li,Omar K. Farha,Sandra Bernaldo de Quirós Fernández,Frances M. Richards,Duncan I. Jodrell,Gabriele Kaminski Schierle,Clemens F. Kaminski,David Fairen-Jimenez
Chem Published: September 16, 2019 DOI: https://doi.org/10.1016/j.chempr.2019.08.015

Fonte: University of Cambridge

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Un semplice test delle urine segnala i tumori al colon nei topi.

Posted by giorgiobertin su settembre 12, 2019

Un test delle urine semplice e sensibile sviluppato dagli ingegneri dell’Imperial College of London e del MIT ha prodotto un cambiamento di colore nelle urine come segnalazione di tumori in crescita nei topi.

I risultati sono stati pubblicati su “Nature Nanotechnology“.

La tecnologia ancora in fase iniziale, sviluppata dai team guidati dal professor Molly Stevens dell‘Imperial e dal professor Sangeeta Bhatia del MIT, funziona iniettando nanosensori nei topi, che vengono tagliati dagli enzimi rilasciati dai tumori noti come proteasi.

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Quando i nanosensori vengono scomposti dalle proteasi, attraversano il rene possono essere visti ad occhio nudo dopo un test delle urine che produce un cambiamento di colore blu. I ricercatori hanno applicato questa tecnologia ai topi con cancro al colon. L’urina dei topi portatori di tumore diventa blu brillante, rispetto ai campioni di test prelevati da topi sani.
Molti tipi di cancro, inclusi i tumori del colon, producono alti livelli di diversi enzimi MMP ( matrix metalloproteinases), incluso uno chiamato MMP9.

Sfruttando una reazione chimica che produce un cambiamento di colore, il test può essere somministrato senza la necessità di strumenti di laboratorio costosi e difficili da usare “- afferma il Professor Molly Stevens.

Successivamente, il team lavorerà per aumentare la specificità e la sensibilità dei sensori testandoli su più modelli animali per studiare l’accuratezza diagnostica e la sicurezza.

Leggi abstract dell’articolo:
Renal clearable catalytic gold nanoclusters for in vivo disease monitoring
by Colleen N. Loynachan, Ava P. Soleimany, Jaideep S. Dudani, Yiyang Lin, Adrian Najer, Ahmet Bekdemir, Qu Chen, Sangeeta N. Bhatia and Molly M. Stevens,
Nature Nanotechnology

Fonte: Imperial College of London

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Nanoparticelle d’oro per il trattamento sicuro ed efficace del cancro alla prostata.

Posted by giorgiobertin su agosto 28, 2019

I ricercatori del The Mount Sinai Hospital/Mount Sinai School of Medicine hanno progettato delle nanoparticelle d’oro biocompatibili per convertire la luce del vicino infrarosso in calore dimostrando così di abolire in modo sicuro ed efficace i tumori di grado medio-basso all’interno della prostata.

Questo trattamento potrebbe offrire ai pazienti un’opzione terapeutica mirata che preserverebbe le strutture critiche all’interno della prostata, evitando così gli effetti collaterali associati al trattamento della ghiandola intera come le prostatectomie.

Le nanoparticelle di oro-silice (GSN) – AuroLase® Therapy, sono composte da un nucleo di silice e un guscio d’oro con un diametro di 150 nanometri. Gli AuroShells® sono progettati per assorbire energia dalla luce del vicino infrarosso e convertirla in calore, causando la morte selettiva delle cellule ipertermiche, senza influire sul tessuto adiacente non tumorale. Il trattamento è stato efficacemente dimostrato in precedenti studi cellulari e modelli animali. Dopo il trattamento, le particelle vengono eliminate attraverso il fegato, mentre alcune rimangono sequestrate nel fegato e nella milza. Non ci sono effetti collaterali noti.


Gold Nanoparticles Used in Photothermal Therapy Shown to be Safe and Effective Treatment for Prostate Cancer

Negli esperimenti condotti su sedici uomini di età compresa tra 58 e 79 anni con carcinoma della prostata di livello medio-basso, l’ablazione laser focale mediata da GSN ha avuto successo nell’87,5 percento delle lesioni trattate.
L’infusione di nanoselli di oro e silice consente una terapia mirata che cura il cancro, risparmiando al contempo il resto della prostata, preservando così la qualità della vita di un paziente riducendo gli effetti collaterali indesiderati, che potrebbero includere disfunzione erettile e/o perdita di urina.“dice il dottor Rastinehad, primo autore.

Leggi abstract dell’articolo:
Gold nanoshell-localized photothermal ablation of prostate tumors in a clinical pilot device study
Ardeshir R. Rastinehad, Harry Anastos, Ethan Wajswol, Jared S. Winoker, John P. Sfakianos, Sai K. Doppalapudi, Michael R. Carrick, Cynthia J. Knauer, Bachir Taouli, Sara C. Lewis, Ashutosh K. Tewari, Jon A. Schwartz, Steven E. Canfield, Arvin K. George, Jennifer L. West, and Naomi J. Halas
Proc Natl Acad Sci USA first published August 26, 2019. https://doi.org/10.1073/pnas.1906929116

Fonte: The Mount Sinai Hospital/Mount Sinai School of Medicine

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Scoperto un meccanismo che induce l’auto-uccisione delle cellule tumorali.

Posted by giorgiobertin su agosto 27, 2019

I ricercatori del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) hanno descritto un nuovo meccanismo che induce l’auto-uccisione delle cellule tumorali perturbando l’omeostasi ionica. Un gruppo di ricerca del Dipartimento di Ingegneria Biochimica ha sviluppato ionofori di potassio polipeptidico elicoidale che portano alla morte cellulare programmata. Gli ionofori aumentano la concentrazione di ossigeno attivo per stressare il reticolo endoplasmatico fino alla morte cellulare.

Advanced-Science

Nello studio presentato sulla rivista “Advanced Science“, il team ha presentato un agente antitumorale a base di peptidi alfa elicoidale in grado di trasportare ioni di potassio con solubilità in acqua. I gruppi ionici cationici, idrofili e di potassio sono stati combinati all’estremità della catena laterale del peptide per fornire sia trasporto ionico che le proprietà idrofile.

Questi ionofori a base di peptidi riducono la concentrazione intracellulare di potassio e allo stesso tempo aumentano la concentrazione intracellulare di calcio. L’aumento delle concentrazioni intracellulari di calcio produce specie reattive intracellulari di ossigeno, causando stress del reticolo endoplasmatico, portando all’apoptosi.

Gli effetti anticancro sono stati valutati usando topi portatori di tumore per confermare l’effetto terapeutico, anche in modelli animali. È stato scoperto che la crescita del tumore era fortemente inibita dall’apoptosi endoplasmatica mediata dallo stress.

Leggi il full text dell’articolo:
A Helical Polypeptide‐Based Potassium Ionophore Induces Endoplasmic Reticulum Stress‐Mediated Apoptosis by Perturbing Ion Homeostasis.
DaeYong Lee, Soo‐Hwan Lee, Ilkoo Noh, Eonju Oh, Hyunil Ryu, JongHoon Ha, SeongDong Jeong, Jisang Yoo, Tae‐Joon Jeon, Chae‐Ok Yun, Yeu‐Chun Kim.
Advanced Science, 2019; 1801995 DOI: 10.1002/advs.201801995

Fonte: Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)

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Nuova molecola aiuta a migliorare il recupero dall’infarto.

Posted by giorgiobertin su agosto 22, 2019

I ricercatori del Department of Biomedical Engineering and Mechanics Virginia Tech Blacksburg VA, hanno scoperto un nuovo composto che potrebbe proteggere il tessuto cardiaco prima di un infarto, oltre a preservare le cellule sane quando somministrato dopo un infarto.

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Quasi dieci anni fa il prof. Gourdie, si imbatté in una promettente scoperta. ha trovato che un composto chiamato alphaCT1 agiva sull’attività dei canali nelle membrane cellulari responsabili del controllo degli aspetti chiave, in particolare in relazione alla guarigione delle ferite della pelle.

Il team ha progettato molecole con lievi differenze chimiche rispetto alla molecola madre, il che ha portato a una scoperta inaspettata. Una delle varianti di alphaCT1 – chiamata alphaCT11 – mostrava più attività della molecola madre. “AlphaCT11 sembra essere ancora più efficace del peptide originale nel proteggere i cuori da lesioni ischemiche simili a quelle che si verificano durante un attacco di cuore“, ha detto il prof. Gourdie.
“AlphaCT11 potrebbe fornire la base per un nuovo modo di trattare gli attacchi di cuore e prevenire la diffusione del danno che si verifica immediatamente dopo un attacco di cuore” – sottolinea il prof. Gourdie.

Il team del prof. Gourdie sta sviluppando nuovi metodi per somministrare alphaCT11 usando minuscole goccioline lipidiche di origine naturale chiamate esosomi. Questi esperimenti più recenti potrebbero fornire un trampolino di lancio verso studi clinici in pazienti che hanno subito un infarto.

la pubblicazione del lavoro è stata fatta sulla rivista “Journal of the American Heart Association“.

Leggi il full text dell’articolo:
Interaction of α Carboxyl Terminus 1 Peptide With the Connexin 43 Carboxyl Terminus Preserves Left Ventricular Function After Ischemia‐Reperfusion Injury
Jingbo Jiang, Daniel Hoagland, Joseph A. Palatinus, Huamei He, Jegan Iyyathurai, L. Jane Jourdan, Geert Bultynck, Zhen Wang, Zhiwei Zhang, Kevin Schey, Steven Poelzing, Francis X. McGowan and Robert G. Gourdie
Journal of the American Heart Association Volume 8, Issue 16 Originally published 19 Aug 2019 https://doi.org/10.1161/JAHA.119.012385

Fonte: Department of Biomedical Engineering and Mechanics Virginia Tech Blacksburg VA

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Creato il primo catalogo genetico del microbioma umano.

Posted by giorgiobertin su agosto 20, 2019

I ricercatori della Harvard Medical School e del Joslin Diabetes Center hanno pubblicato sulla rivista “Cell Host & Microbe” il primo catalogo genetico del microbioma umano, ovvero il censimento dei geni presenti nei microrganismi che vivono nel nostro corpo.

La ricerca è la più grande analisi del suo genere fino ad oggi ed è la prima ad includere campioni di DNA di batteri che risiedono sia nella bocca che nell’intestino (accedi al database: https://microbial-genes.bio).

Lo studio, in particolare, ha preso in esame i dati relativi al sequenziamento del Dna del microbioma umano per un totale di 3.500 campioni (1.400 prelevati dal cavo orale e 2.100 dall’intestino) in cui sono stati identificati 46 milioni di geni. Circa 23 milioni sono risultati essere condivisi da più persone, forse perchè legati a funzioni cruciali per la sopravvivenza dei batteri, mentre i restanti 23 milioni si sono rivelati unici per ciascun individuo, probabilmente perchè legati a funzioni molto specializzate come la resistenza agli antibiotici.

microbioma-mappa

Gli scienziati stimano che il microbioma umano – l’insieme collettivo di microbi che popolano le nostre viscere, la bocca, la pelle e altre parti del corpo – contiene trilioni di batteri, molti dei quali innocui, molti benefici e alcuni che causano malattie.

La catalogazione della gamma di geni microbici potrebbe fornire informazioni sulla progettazione di trattamenti mirati alla precisione“. “Tali terapie strettamente mirate si baserebbero sull’esclusiva composizione genetica microbica di una persona piuttosto che sul solo tipo batterico“, ha detto il prof. Alex Kostic.

Leggi abstract dell’articolo:
The Landscape of Genetic Content in the Gut and Oral Human Microbiome
Braden T. Tierney,Zhen Yang,Jacob M. Luber,Marc Beaudin,Marsha C. Wibowo,Christina Baek,Eleanor Mehlenbacher,Chirag J. Patel, Aleksandar D. Kostic
VOLUME 26, ISSUE 2, P283-295.E8, AUGUST 14, 2019 DOI: https://doi.org/10.1016/j.chom.2019.07.008

Accedi al database: https://microbial-genes.bio.

Fonte: Harvard Medical School

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OpticSELINE: stimolazione del nervo ottico per aiutare i non vedenti.

Posted by giorgiobertin su agosto 20, 2019

Gli scienziati dell’EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne, Geneva, Switzerland) e della Scuola Superiore Sant’Anna in Italia, stanno sviluppando una tecnologia per non vedenti che bypassa completamente il bulbo oculare e invia messaggi al cervello, stimolando il nervo ottico con un nuovo tipo di elettrodo intraneurale chiamato OpticSELINE, testato sui conigli.

I ricercatori hanno riportato i loro risultati in “Nature Biomedical Engineering”.

OpticSELINE

Riteniamo che la stimolazione intraneurale possa essere una soluzione preziosa per diversi dispositivi neuroprostetici per il ripristino delle funzioni sensoriali e motorie. I potenziali traslazionali di questo approccio sono davvSpatially selective activation of the visual cortex via intraneural stimulation of the optic nerveo estremamente promettenti”, spiega Silvestro Micera, Professore di bioelettronica alla Scuola Superiore Sant’Anna.

Gli elettrodi intraneurali possono effettivamente essere la risposta per fornire informazioni visive ricche ai soggetti. Sono anche stabili e hanno meno probabilità di muoversi una volta impiantati in un soggetto, secondo gli scienziati. Gli elettrodi del bracciale sono posizionati chirurgicamente attorno al nervo, mentre gli elettrodi intraneurali penetrano attraverso il nervo.

“Per ora, sappiamo che la stimolazione intraneurale ha il potenziale per fornire modelli visivi informativi. Ci vorranno feedback dai pazienti nei futuri studi clinici al fine di perfezionare tali modelli. Da una prospettiva puramente tecnologica, potremmo fare prove cliniche già domani” – afferma il prof. Diego Ghezzi.

Leggi abstract dell’articolo:
Spatially selective activation of the visual cortex via intraneural stimulation of the optic nerve
Vivien Gaillet, Annarita Cutrone[…] Silvestro Micera & Diego Ghezzi
Nature Biomedical Engineering 19 August 2019

Fonte: EPFL(École polytechnique fédérale de Lausanne, Geneva, Switzerland)

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Creato un occhio artificiale in 3D da cellule umane.

Posted by giorgiobertin su agosto 5, 2019

I ricercatori del Dipartimento di Bioingegneria, Università della Pennsylvania, Filadelfia, Pennsylvania, Stati Uniti, hanno creato un occhio tridimensionale, capace di ammiccare. Il modello, realizzato con cellule umane, è descritto in un articolo pubblicato online su “Nature Medicine“.


Engineered human ocular surface model – Credit: Jeongyun Seo and Dongeun Huh at the University of Pennsylvania

Gli autori hanno coltivato cellule di tessuto umano derivate dalla cornea e dalla congiuntiva in un’interfaccia aria-liquido per ricreare la superficie dell’occhio. Questa è stata quindi coltivata all’interno di una piattaforma con esposizione a fluidi lacrimali e ad una palpebra di idrogel artificiale che ha imitato il battito spontaneo.
L’occhio artificiale in futuro potrebbe essere usato al posto di modelli animali per studiare disturbi come l’occhio secco e per testare nuovi farmaci (video).

Ora i ricercatori dovranno migliorare ulteriormente questo modello artificiale arricchendolo con nuovi elementi, come i vasi sanguigni, le terminazioni nervose e le cellule del sistema immunitario.

Leggi abstract dell’articolo:
Multiscale reverse engineering of the human ocular surface
Jeongyun Seo, Woo Y. Byun, Farid Alisafaei, Andrei Georgescu, Yoon-Suk Yi, Mina Massaro-Giordano, Vivek B. Shenoy, Vivian Lee, Vatinee Y. Bunya & Dongeun Huh
Nature Medicine Published: 05 August 2019

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Nanoemulsioni di gel per somministrare farmaci.

Posted by giorgiobertin su giugno 23, 2019

Gli ingegneri chimici del MIT (Massachusetts Institute of Technology) hanno escogitato un nuovo modo per creare goccioline molto piccole di un liquido sospeso all’interno di un altro liquido, noto come nanoemulsioni. Tali emulsioni sono simili alla miscela che si forma quando si agita un condimento per insalata a base di olio e aceto, ma con goccioline molto più piccole. Le loro minuscole dimensioni consentono loro di rimanere stabili per periodi relativamente lunghi.

nanoemulsions-gel

I ricercatori hanno anche trovato un modo per convertire facilmente le nanoemulsioni liquide in un gel quando raggiungono la temperatura corporea (37 gradi Celsius), che potrebbe essere utile per lo sviluppo di materiali in grado di erogare farmaci quando vengono strofinati sulla pelle o iniettati nel corpo.

Nel loro nuovo studio, pubblicato sulla rivista “Nature Communications“, i ricercatori hanno creato nanoemulsioni che sono rimaste stabili per oltre un anno. Per dimostrare l’utilità potenziale delle emulsioni per il rilascio di farmaci, i ricercatori hanno dimostrato che è possibile incorporare l’ibuprofene nelle goccioline.

Leggi il full text dell’articolo:
Thermoresponsive nanoemulsion-based gel synthesized through a low-energy process
Seyed Meysam Hashemnejad, Abu Zayed Md Badruddoza[…]Patrick S. Doyle
Nature Communications 10 , 1–10

Fonte: MIT

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Il termomagnetismo per combattere il cancro.

Posted by giorgiobertin su giugno 21, 2019

La prestigiosa rivista scientifica internazionale “Biochimica et Biophysica Acta – Molecular Cell Research” ha pubblicato un importante studio, condotto in collaborazione tra l’Università di Torino e il Politecnico di Torino, sull’utilizzo degli effetti termomagnetici su biosistemi per combattere il cancro.

Cancer cell electromagnetic

In particolare i ricercatori hanno progettato e realizzato un apparato con il quale è possibile irradiare le colture cellulari tumorali con onde elettromagnetiche a bassissime frequenze e generare effetti termomagnetici per rallentarne la proliferazione. Questo approccio è innovativo perché, a partire da una analisi termofisica del sistema cellulare, è in grado di calcolare la frequenza della radiazione che può agire sulla cellula tumorale, quindi propone un trattamento specifico, indipendente dal difetto molecolare che ha causato il cancro, virtualmente efficace su qualunque tipo di tumore, e innocuo per le cellule non tumorali.

Il trattamento è una novità in campo oncologico perché a differenza delle cure tradizionali non è somministrato un farmaco che la cellula tumorale può eliminare. Invece, si costringe la cellula tumorale a sprecare le sue riserve energetiche e a fermarsi nella riproduzione. Studi promettenti ancora in corso suggeriscono che questo approccio potrebbe essere usato in combinazione con le chemioterapie classiche.

Leggi abstract dell’articolo:
The extremely low frequency electromagnetic stimulation selective for cancer cells elicits growth arrest through a metabolic shift
Loredana Bergandi, Umberto Lucia, Giulia Grisolia, Riccarda Granata, … Francesca Silvagno
Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Molecular Cell Research Volume 1866, Issue 9, September 2019, Pages 1389-1397 https://doi.org/10.1016/j.bbamcr.2019.05.006

Fonte: Università di Torino

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Un semplice test per misurare lo stress.

Posted by giorgiobertin su maggio 25, 2019

I ricercatori dell’University of Cincinnati hanno sviluppato un nuovo test che può facilmente e semplicemente misurare ormoni dello stress comuni usando il sudore, il sangue, l’urina o la saliva. Alla fine, sperano di trasformare le loro idee in un semplice dispositivo che i pazienti possano usare a casa per monitorare la loro salute.

I risultati sono stati pubblicati sulla rivista “American Chemical Society Sensors“.

Andrew Steckl
UC research assistant Shima Dalirirad, left, and UC professor Andrew Steckl pose in UC’s Nanoelectronics Laboratory. Photo/Andrew Higley/UC Creative Services

I ricercatori hanno sviluppato un dispositivo che utilizza la luce ultravioletta per misurare gli ormoni dello stress in una goccia di sangue, sudore, urina o saliva. Questi biomarcatori di stress si trovano in tutti questi fluidi, anche se in quantità diverse, ha detto Andrew Steckl – Ohio Eminent Scholar and UC engineering professor.
Il dispositivo misura non solo un biomarker ma più biomarcatori e può essere applicato a diversi fluidi corporei”. “Lo stress è stato un tema caldo negli ultimi due anni: i ricercatori hanno provato molto duramente a sviluppare un test che sia economico, facile ed efficace e rilevi questi ormoni a basse concentrazioni”.Questo test ha il potenziale per essere un forte dispositivo commerciale: sarebbe bello vedere la ricerca andare in questa direzione”.

Leggi abstract dell’articolo:
Label-Free Optical Detection of Multiple Biomarkers in Sweat, Plasma, Urine, and Saliva
Prajokta RayAndrew J. Steckl*
ACS Sensors 2019, 4, 5, 1346-1357 (Article) Publication Date (Web): March 22, 2019 DOI: 10.1021/acssensors.9b00301

Articoli correlati:
Stress Biomarkers in Biological Fluids and Their Point-of-Use Detection
Andrew J. Steckl*Prajokta Ray
ACS Sensors 2018, 3, 10, 2025-2044

Fonte: University of Cincinnati

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Un chip per studiare la fisiologia del microbioma intestinale umano.

Posted by giorgiobertin su maggio 21, 2019

Il microbioma umano, l’enorme collezione di microbi che vivono all’interno e sul nostro corpo, influenza profondamente la salute e le malattie umane. La flora intestinale umana in particolare, che ospita il numero più elevato di microbi, non solo abbatte i nutrienti e rilascia le molecole importanti per la nostra sopravvivenza, ma è anche protagonista nello sviluppo di molte malattie tra cui infezioni, malattie infiammatorie intestinali, cancro, malattie metaboliche, malattie autoimmuni e disturbi neuropsichiatrici.

microbioma
Bacteria of the human gut microbiome (yellow) are populating the intestinal epithelial channel of the anaerobic Intestine Chip that maintains gut-like low-oxygen concentrations. The bacteria are directly attaching to a dense mucus layer produced by the intestinal epithelium. Credit: Wyss Institute at Harvard University.

Un team di ricerca presso Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University, ha sviluppato un dispositivo che permetterà di studiare come interagiscono intestino e batteri, identificando il ruolo del microbioma nella salute e nella malattia.
In particolare hanno sviluppato un chip microfluidico che rende possibile la co-coltura. Il chip contiene due compartimenti separati da una membrana porosa – uno per una cultura dell’epitelio intestinale umano vascolarizzato e un altro per un microbioma complesso. Coltivando il dispositivo in una camera anaerobica personalizzata, i ricercatori hanno creato un gradiente di ossigeno in base al quale le cellule umane ricevono abbastanza per crescere e sopravvivere, ma i batteri sono esposti a condizioni di ossigeno ridotto, che imitano la situazione nell’intestino umano.

“Abbiamo generato un gradiente di ossigeno attraverso i due canali che consente ancora di sostenere l’epitelio intestinale con l’ossigeno che si diffonde attraverso la membrana porosa“, ha detto Elizabeth Calamari. “Inoltre, abbiamo installato i chip intestinali con sensori ottici in grado di segnalare le concentrazioni di ossigeno locali in entrambi i canali in tempo reale senza disturbare il gradiente di ossigeno.”

I ricercatori sperano che questo lavoro possa aiutare la medicina personalizzata e identifichi il ruolo del microbioma in una varietà di malattie.

Leggi abstract dell’articolo:
A complex human gut microbiome cultured in an anaerobic intestine-on-a-chip
Sasan Jalili-Firoozinezhad, Francesca S. Gazzaniga, Elizabeth L. Calamari, Diogo M. Camacho, Cicely W. Fadel, Amir Bein, Ben Swenor, Bret Nestor, Michael J. Cronce, Alessio Tovaglieri, Oren Levy, Katherine E. Gregory, David T. Breault, Joaquim M. S. Cabral, Dennis L. Kasper, Richard Novak & Donald E. Ingber
Nature Biomedical Engineering Published: 13 May 2019 https://doi.org/10.1038/s41551-019-0397-0

Fonte: Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering at Harvard University

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