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Decifrato il linguaggio dei linfociti T, la stele di Rosetta del sistema immunitario

25 gennaio 2015 Nessun commento  

Come può il nostro sistema immunitario difenderci da aggressori così diversi tra loro come virus, parassiti, funghi e tumori? Il segreto sta nel grande numero di cloni di linfociti T e B, ciascuno dei quali esprime un particolare recettore specifico. Fino a pochi anni fa, decifrare la complessità di questo immenso repertorio era considerata un’operazione impossibile.

L’analisi della specificità e funzione dei linfociti T combinata con i nuovi strumenti di sequenziamento del DNA di nuova generazione rappresentano una stele di Rosetta moderna che permette di decifrare la risposta immunitaria dell’uomo contro patogeni e vaccini.

Mancava una “stele di Rosetta”, ovvero una chiave di decodifica per “tradurre” e capire questo “linguaggio” in tutta la sua complessità. Oggi, grazie allo sviluppo di strumenti di sequenziamento del DNA di nuova generazione (next generation sequencing, NGS) è possibile ottenere rapidamente milioni di sequenze che rappresentano la carta d’identità dei linfociti T. Ma come si può risalire da questi dati alla specificità dei singoli cloni di linfociti e come possiamo capire la loro funzione?

La scoperta

A questa domanda ha dato risposta uno studio pubblicato sulla prestigiosa rivista Science e condotto da un gruppo di ricercatori diretti da Federica Sallusto dell’Istituto di Ricerca in Biomedicina di Bellinzona (Università della Svizzera Italiana). Lo studio descrive un nuovo approccio che permette di decifrare il linguaggio dei linfociti T, le cellule del sistema immunitario che ci proteggono da patogeni e tumori. Combinando metodiche di next generation sequencing con la stimolazione in vitro e l’analisi delle cellule specifiche, i ricercatori sono riusciti, per la prima volta, a stabilire un catalogo completo della risposta immunitaria a patogeni e vaccini. In particolare hanno catalogato tutti i cloni che rispondono a un particolare microrganismo, determinandone la specificità e le proprietà funzionali, ad esempio la capacità di produrre mediatori dell’infiammazione (citochine) o di migrare in diversi tessuti.

I risultati delle ricerche sono sorprendenti sotto diversi punti di vista. Innanzitutto, il repertorio di linfociti T specifici è molto vasto e comprende migliaia di cloni, ciascuno caratterizzato da un diverso recettore. Un secondo risultato, del tutto inaspettato, è che all’interno dello stesso clone le cellule possono specializzarsi a svolgere diverse funzioni e a migrare in diversi tessuti.

La risposta immunitaria dell’uomo contro patogeni e vaccini comprende migliaia di cloni di linfociti T di diversa grandezza, ciascuno con una propria carta d’identità, che può essere “decifrata” combinando l’analisi della specificità e funzione con i nuovi strumenti di sequenziamento del DNA di nuova generazione.

Secondo Federica Sallusto, “usando questo nuovo approccio possiamo decifrare rapidamente il linguaggio dei linfociti T, cioè la loro identità, specificità e funzione, e possiamo farlo per le migliaia di cloni che mediano la risposta immunitaria a batteri e vaccini. In questo modo abbiamo scoperto che quando un linfocita T riconosce un patogeno e prolifera per debellarlo, le cellule figlie possono andare incontro a destini diversi, ad esempio acquisire la capacità di produrre diversi tipi di citochine o di migrare in diversi tessuti dell’organismo. Questa estrema flessibilità dei linfociti T umani rappresenta un elemento nuovo che spiega come il sistema immunitario sia in grado di reagire agli attacchi con differenti armi e su più fronti”.

La ricerca è stata sostenuta dal Fondo Nazionale Svizzero, dal Consiglio europeo per la ricerca scientifica (ERC), e dalla Comunità Europea.

L’Istituto di Ricerca in Biomedicina di Bellinzona

L’Istituto di Ricerca in Biomedicina (IRB), fondato nel 2000 a Bellinzona, è stato affiliato all’Università della Svizzera italiana (USI) nel 2010. Finanziato da istituzioni private e pubbliche e da finanziamenti a concorso, attualmente l’IRB conta nove gruppi di ricerca e 90 100 ricercatori. La ricerca è focalizzata sulle difese dell’organismo umano contro le infezioni, i tumori e le malattie degenerative. Con oltre 370 410 pubblicazioni nelle principali riviste scientifiche, l’IRB rappresenta un centro di eccellenza per l’immunologia. www.irb.usi.ch

Dati dell’articolo

Becattini, S., D. Latorre, F. Mele, M. Foglierini, C. De Gregorio, A. Cassotta, B. Fernandez, S. Kelderman, T.N. Schumacher, D. Corti, A. Lanzavecchia, and F. Sallusto. 2014. Functional heterogeneity of human memory CD4+ T cell clones primed by pathogens or vaccines. Science. 1260668. doi:10.1126/science.1260668.

Fonte: IRB.usi.ch
Elaborazione grafica: Antonino Cassotta e Mathilde Foglierini.

Primarie PD: sei domande per scienza e ricerca in Italia

17 novembre 2012 Nessun commento  
Sei domande per rilanciare in maniera seria il dibattito scientifico in Italia, alla vigilia delle elezioni primarie del PD e delle future elezioni politiche per la Presidenza del Consiglio

Riporto l’ottima iniziativa di un nutrito gruppo di giornalisti scientifici, blogger, ricercatori ma anche studenti e semplici cittadini, riuniti attorno alla rivista “Le Scienze”, i quali, preso atto della totale mancanza di domande inerenti la scienza e il destino della ricerca italiana nel recente dibattito televisivo tra i cinque candidati alla segreteria del Partito Democratico, hanno preso la decisione di incalzare gli stessi con sei domande che rappresentano i temi più delicati e controversi dell’attuale legislazione/prassi nel nostro Paese.

Ecco il testo delle sei domande, estrapolato dall’articolo apparso sul sito de Le Scienze:

Le sei domande

1. Quali politiche intende perseguire per il rilancio della ricerca in Italia, sia di base sia applicata, e quali provvedimenti concreti intende promuovere a favore dei ricercatori più giovani?

2. Quali misure adotterà per la messa in sicurezza del territorio nazionale dal punto di vista sismico e idrogeologico?

3. Qual è la sua posizione sul cambiamento climatico e quali politiche energetiche si propone di mettere in campo?

4. Quali politiche intende adottare in materia di fecondazione assistita e testamento biologico? In  particolare, qual è la sua posizione sulla legge 40?

5.Quali politiche intende adottare per la sperimentazione pubblica in pieno campo di OGM e per l’etichettatura anche di latte, carni e formaggi derivati da animali nutriti con mangimi OGM?

6. Qual è la sua posizione in merito alle medicine alternative, in particolare per quel che riguarda il rimborso di queste terapie da parte del SSN?

L’iniziativa è promossa e organizzata attraverso il gruppo FacebookDibattito Scienza
Hashtag Twitter: #dibattitoscienza #primarieCSX

E proprio il gruppo su Facebook si propone di elaborare ulteriori e più tenaci domande da rivolgere al momento opportuno ai candidati alla Presidenza del Consiglio, quando sarà tempo di elezioni politiche. Chiunque voglia partecipare alla definizione di tali ulteriori domande non deve far altro che iscriversi al gruppo e proporre la propria posizione:

le domande dovranno ricadere in una di queste categorie: scienza, ambiente, salute, alimentazione, ricerca, scuola, università, tecnologia e questione energetica. Un po’ come ha fatto il sito sciencedebate.org con Obama e Romney.

 

Intanto sono già giunte le risposte di Nichi Vendola e di Laura Puppato, quest’ultima pubblicata proprio oggi sul sito del Fatto Quotidiano:

Appena disponibili saranno linkate anche le risposte degli altri candidati.

 

 ### Aggiornamento 21-11-12 ###


Ecco finalmente le risposte dei candidati: Le Scienze – Primarie del centro-sinistra, le risposte su scienza e ricerca 

Ed invece qui c’è la (lunga) lista dei firmatari dell’iniziativa che, ricordo, è destinata a proseguire in vista delle elezioni politiche.


La nuova e promettente terapia “antigenica”

22 ottobre 2010 Nessun commento  
La terapia si basa sulla formazione di triple eliche di DNA e di energia luminosa per silenziare l’attività dei geni

La terapia antigenica è una innovativa strategia di trattamento che prevede l’uso di farmaci a base di DNA per localizzare con precisione dell’energia luminosa su un gene target, spegnendo così la sua attività.

Una recente review pubblicata su Oligonucleotides, una rivista peer-reviewed edita dalla Mary Ann Liebert, Inc. di New Rochelle (stato di New York), analizza le possibilità e le sfide per l’applicazione clinica di questo nuovo approccio di modulazione del DNA tramite foto-attivazione. La review è visualizzabile gratuitamente al segnente link (Site-Specific DNA Photocleavage and Photomodulation by Oligonucleotide Conjugates)

Formazione di una tripla elica di DNA mediante l'inserimento di un oligont. nel solco maggiore

Netanel Kolevzon e Eylon Yavin, della The Hebrew University of Jerusalem (Israele), descrivono nel loro articolo il meccanismo che sta dietro alla terapia antigenica e lo sviluppo di farmaci basati su TFO (acronimo per Triple Forming Oligonucleotide), capaci di inibire l’espressione genica in maniera altamente mirata e selettiva.

I TFO sono infatti oligonucleotidi (sintetici) capaci di formare una tripla elica, introducendosi nel solco maggiore della doppia elica e creando dei legami idrogeno di tipo Hoogsteen con le purine delle coppie di basi Watson-Crick¹: a differenza delle terapie antisenso già esistenti, che hanno come bersaglio l’RNA, la terapia antigenica ha quindi come target direttamente una sequenza di DNA.

Attaccando un agente fotoreattivo all’oligonucleotide TFO, e fornendo energia luminosa al sito di attacco sul genoma, il farmaco (sensibile alla luce) si attiva ed innesca una reazione di taglio o di cross-linking del DNA: tale danno al genoma, foto-indotto e sito-specifico, avrà come effetto il silenziamento del gene.

“Parecchi ostacoli si pongono davanti a questa strategia prima che possa essere applicata clinicamente” avvertono gli autori. In ogni caso, se la terapia antigenica si dimostrerà effettivamente valida “molte malattie che sono attualmente incurabili o comunque trattabili con scarsi risultati, potrebbero essere potenziali campi di applicazione di questo genere di approccio” concludono.

“Questo è un approccio ingegnoso e potenzialmente molto efficace per la regolazione mirata dell’espressione genica” dice Jhon Rossi, PhD, co-editore di Oligonucleotides e professore al Dipartimento di Biologia Molecolare del Beckman Research Institute (California)
Fonti: Tesi di dottorato in Scienze Biotecnologiche di Stefano D’Errico, Università di Napoli Federico II
Liebertpub.com

I funghi e la decomposizione delle plastiche contenenti bisfenolo

13 maggio 2010 2 commenti  

Così come la cottura aiuta le persone a digerire meglio il cibo, anche pretrattare le plastiche policarbonate – fonti di gravi danni ambientali poichè contengono bisfenolo A (BPA) – potrebbe essere la chiave per uno smaltimento più eco-friendly dei nostri rifiuti, secondo quanto sostenuto da ricercatori in un articolo pubblicato su ACS’ Biomacromolecules.
Mukesh Doble
e Trishul Artham, autori della pubblicazione, fanno notare che vengono prodotte ogni anno circa 2.7 milioni di tonnellate di plastica contenente BPA.

I funghi potrebbero rappresentare una via ecologica di smaltimento delle plastiche policarbonate contenenti Bisfenolo A

Il policarbonato è un materiale plastico estremamente resistente, ed è usato nei più svariati campi: dalle impugnature dei cacciaviti alle lenti degli occhiali, dai CD e DVD alle finestrature nell’edilizia civile ed industriale.

Una serie di studi hanno evidenziato come il bisfenolo A contenuto in queste plastiche potrebbe avere tutta una serie di effetti negativi sulla salute umana:  il Food and Drug Administration statunitense sostiene come bassi livelli di esposizione al BPA (come quelli odierni) appaiano sicuri per la salute (almeno secondo quanto mostrato da test tossicologici standardizzati), specificando però come recenti studi effettuati con approcci più sensibili abbiano destato preoccupazione circa i potenziali effetti del BPA su cervello, comportamento e prostata in feti e bambini piccoli.

D’altronde è recentissima la notizia che diversi stati hanno proibito la commercializzazione di biberon fatti di plastiche contenenti bisfenolo: oltre a Canada e Danimarca, ora anche la Francia li ha dichiarati nocivi per la salute dei neonati.
Dunque la ricerca di un modo sicuro per l’ambiente per lo smaltimento della plastica, per evitare il rilascio di bisfenolo, è quindi un campo in piena attività.

Bisfenolo A (BPA), composto organico con due gruppi fenolici

Gli scienziati indiani autori di questo lavoro hanno pre-trattato il policarbonato con luce ultravioletta e calore e lo hanno poi esposto a tre diversi tipi di funghi, tra cui il leggendario fungo white-rot, spesso usato per il risanamento ambientale dai più forti inquinanti.

Il risultato è stato che i funghi crescono meglio su plastica pre-trattata in questo modo, poichè usano il bisfenolo presente (ed altri composti) come risorsa di energia, decomponendo la plastica.

Dopo 12 mesi di analoga esposizione, non si è registrata alcuna decomposizione della stessa plastica non trattata, rispetto alla sostanziale decomposizione di quella pre-trattata, che non ha così portato a rilascio di BPA.

Fonte: EurekAlert! | Articolo completo

Staminali endometriali per riparare i danni del morbo di Parkinson

7 maggio 2010 1 commento  

Secondo un nuovo studio condotto da ricercatori della Scuola di Medicina di Yale, cellule staminali derivate dall’endometrio (la mucosa che riveste la cavità interna dell’utero) e trapiantate nel cervello di topi da laboratorio affetti da morbo di Parkinson sembrano ripristinare la funzionalità delle cellule nervose danneggiate dalla malattia.

Neuroni sviluppati a partire da staminali del tessuto endometriale

I risultati della ricerca sono stati pubblicati nel Journal of Cellular and Molecular Medicine, ed anche se si tratta di dati preliminari, “rendono comunque verosimile l’ipotesi che del tessuto endometriale possa essere estratto da donne affette da morbo di Parkinson e quindi possa essere utilizzato per far ricrescere aree del cervello danneggiate dalla malattia” come sostiene il responsabile del team, Hugo S. Taylor, professore alla School of Medicine di Yale.

Per via della loro abilità di dare origine a nuovi tipi cellulari, le cellule staminali potrebbero rappresentare la chiave nel trattamento di diversi tipi di malattie (come nel caso specifico il Parkinson), in cui le cellule proprie del corpo siano danneggiate o del tutto morte.

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