In un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Science, i ricercatori del Ludwig Institute for Cancer Research e della San Diego School of Medicine hanno parzalmente risolto il mistero di come queste proteine svolgano il loro compito nei confronti degli appaiamenti errati di basi azotate (mismatch) che possono subentrare con la replicazione, in un processo noto come DNA mismatch repair (MMR).

Una dei più importanti interrogativi di tale risposta è come le proteine del MMR possano discriminare quale delle due basi di un mismatch sia quella “giusta” e quale quella “sbagliata”.

dice Christopher D. Putnam, membro del team che ha condotto la ricerca.

Per esempio, se una guanina (G) dopo la replicazione risulta appaiata (non correttamente) con una timina (T), dove risiede l’errore? Nella G o nella T? Se il meccanismo di riparazione rimuove la base originariamente presente nel DNA templato, anzichè quella erratamente incorporata, si avrà come risultato una mutazione, non una riparazione!

Gli eterodimeri Msh2-Msh6 eucariotici, omologhi alla proteina MutS batterica, riconoscono i mismatch sul genoma ed avviano la loro riparazione

Usando l’organismo modello Saccharomyces cerevisiae, ovvero il lievito del pane, i ricercatori guidati da Richard D. Kolodner hanno scoperto che il filamento di DNA neosintetizzato porta con se un segnale temporaneo per i 10-15 minuti successivi alla replicazione, che lo marca così come nuovo e potenzialmente “errato” agli occhi del meccanismo di MMR.

La precisa natura di tale segnale non è stata tuttavia identificata, e le principali ipotesi sono la presenza di nick (tagli a singolo filamento) sul filamento neosintetizzato, oppure l’associazione sullo stesso di specifiche proteine legate alla replicazione.

Tale scoperta, unita alla pubblicazione in passato del primo lavoro che visualizza l’azione del meccanismo MMR in vivo, aggiunge un’ulteriore tassello di conoscenza al modo in cui gli eucarioti eliminino gli errori di replicazione del DNA, meccanismi strettamente alla lotta o all’insorgenza del cancro.

Come gli eucarioti marchino i filamenti di DNA di nuova sintesi è un mistero che dura da 30 anni – dice Putnam - ma tale lavoro chiarisce molto le idee su come il meccanismo di riparazione dei mismatch funzioni.

Fonte: Science
Review MMR negli eucarioti – JBC.org

La riparazione dei mismatch sul DNA agisce in una definita finestra temporale è un articolo di: Neoteron - Blog di medicina, biologia e biotecnologie in generale

Tali proprietà di risposta al magnetismo probabilmente aiutano i batteri marini che vivono in condizioni di scarsità di ossigeno a navigare nell’acqua e nei sedimenti e ad “orientarsi” in un ambiente in cui i livelli di nutrienti essenziali come ossideno e solfuri cambiano drasticamente con la profondità, come afferma Dirk Schüler, microbiologo alla Ludwig–Maximilians University di Monaco.

Le bussole di tali batteri sono costituite da piccoli organelli chiamati magnetosomi, che contengono cristalli di magnetite (Fe₃O₄), greigite (Fe₃S₄) ed altri minerali magnetici: il campo magnetico prodotto da un singolo magnetosoma non è però sufficientemente forte ad orientare il microbo al campo terrestre, perciò tali organelli si uniscono assieme in una catena per poter costituire un magnete più forte.

Il problema subentra nel momento in cui le cellule si replicano: normalmente i batteri si dividono tramite un iniziale accrescimento longitudinale, e sintetizzano quindi nuova parete cellulare nel versante interno della zona centrale, il cosiddetto solco di divisione, che accrescendosi si inabissa sempre più nel citoplasma, chiudendosi come un cappio, sino a quando i lembi della parete neosintetizzata non si congiungono e i due nuovi batteri si staccano. La forza generata dal solco di divisione non è però da sola sufficiente, dice Schüler, a “staccare” le catene di magnetosomi che si attraggono come calamite.

Dunque i batteri magnetotattici presentano un duplice problema in fase di replicazione: riuscire a vincere le forze magnetiche interne che tendono a non far separare le due future cellule figlie, e al tempo stesso riuscire a ripartire equamente gli organelli magnetici per trasferire il vantaggio selettivo della sensibilità magnetica ad entrambe le nuove cellule.

L'angolazione assunta dalle due future cellule figlie indebolisce le resistenze magnetiche interne. In rosso sono riportate le catene di magnetosomi.

Usando tecniche di microscopia ottica ed elettronica, il team di Schüler ha seguito in tempo reale la divisione in due cellule figlie del batterio  Magnetospirillum gryphiswaldense, paradigma della classe dei batteri magnetotattici. Inizialmente il processo di divisione ha seguito la classica scaletta della scissione batterica: dopo la replicazione del genoma, la cellula ha iniziato ad allungarsi e quindi ad assottigliarsi progressivamente nella zona centrale.

A questo punto inizia la novità: infatti i magnetosomi iniziano a migrare verso il centro e si accumulano a livello del solco di scissione tramite l’interazione con proteine citoscheletriche actin-like; quindi le due future cellule figlie assumono un’angolazione l’una rispetto all’altra di circa 50 gradi, e infine si separano rapidamente. L’evidente “piega” che la cellula in divisione assume sembra dovuta al fatto che il solco di divisione si accresce (verso l’interno della cellula) in maniera asimmetrica, che ha come risultato uno sbilanciamento di forze su uno dei due versanti, portando i due “semicilindri” che costituiscono le cellule figlie ad inclinarsi tra loro.

Perchè fare tutta questa fatica per separare le due cellule figlie? Semplicemente perchè imprimendo una deviazione di questo tipo è possibile indebolire le forze magnetiche tra i magnetosomi accumulati sotto il solco di scissione, e quindi ripartire equamente tra le due nuove cellule i preziosi organelli.

L’energia necessaria per staccare le catene di magnetosomi, imprimendo una piegatura di questo tipo, è dell’ordine dei 10 piconewtons, ovvero equivalente alla forza normalmente generata durante la scissione binaria batterica

dice Schüler. Dunque  M. gryphiswaldense non fa altro che utilizzare la normale energia richiesta per la scissione, semplicemente ottimizzando la “geometria” della divisione per riuscire a battere le sue resistenze magnetiche interne.

Fonte: Molecular Microbiology

La replicazione dei batteri magnetotattici: dividere le bussole è un articolo di: Neoteron - Blog di medicina, biologia e biotecnologie in generale

Recentemente è stata svelata una sua ennesima caratteristica particolare, ovvero l’insensibilità al dolore derivante dall’acido: questo tipo di adattamento consente alle talpe di prosperare nei tunnel sotterranei che formano le loro colonie, nonostante la presenza di elevati livelli di acidità dovuti all’accumulo di anidride carbonica sprigionata alla morte degli animali.

Approfondire la conoscenza su come funzionano i pathway del dolore è un passo fondamentale per lo sviluppo di nuovi modi di trattare il dolore

dice Ewan St. John Smith, il responsabile del nuovo studio, neuroscienziato del Max Delbrück Center for Molecular Medicine di Berlino.

Primo piano della curiosa (quanto antiestetica) talpa senza pelo

Smith e i suoi colleghi avevano in precedenza scoperto che iniettando piccole quantità di acido nella zampa di una talpa senza pelo non si aveva nessuna reazione da parte dell’animale. Al contrario i topi sottoposti allo stesso trattamento immediatamente ritraevano la zampa e la iniziavano a leccare: giusto per farsi un’idea del tipo di dolore somministrato, si pensi a quello che un uomo può sentire se si versa del succo di limone su una ferita.

E’ noto che l’acido è percepito attraverso i nocicettori, una particolare classe di recettori presente sui neuroni nocicettivi, ovvero quei sensori deputati a raccogliere stimoli esterni potenzialmente dannosi per l’organismo e a trasmetterli al sistema nervoso centrale per avviare la risposta del dolore. Tali recettori sono canali ionici che “percepiscono” la presenza di acidi tramite una risposta a elevate concentrazioni di protoni (che derivano dalle condizioni acide) aprendosi e stimolando così il neurone. Smith si aspettava dunque  che analizzando i neuroni della talpa non avrebbe trovato i recettori per l’acido, oppure ne avrebbe trovata una versione non funzionale: invece è emerso che la talpa senza pelo possiede gli stessi nocicettori dei topi, e con le stesse funzionalità.

A questo punto il team di Smith si è focalizzato su una particolare classe di canali ionici che permettono il trasferimento di ioni sodio tra i due lati della membrana cellulare, detti canali voltaggio-dipendenti. Tali canali agiscono come degli amplificatori della differenza di potenziale indotta dai recettori neuronali (ad esempio dai nocicettori che rispondono agli acidi), e sono quindi responsabili dell’innesco del potenziale d’azione neurale, ovvero l’onda di impulso elettrico che si diffonde attraverso un neurone nel momento in cui esso è stimolato,  che ha come destinazione ultima il cervello.

I ricercatori hanno individuato nella talpa senza pelo due mutazioni in un particolare canale per il sodio voltaggio-dipendente presente quasi esclusivamente sui neuroni nocicettivi: la forma mutata di tale canale, denominato Na­_V1.7 e codificato dal gene SCN9A, viene bloccata con maggior facilità rispetto alla versione “normale” di cui è dotato il topo, da un meccanismo noto come inibizione da acido.

In sostanza i protoni rilasciati dagli acidi da una parte attivano i nocicettori che avviano lo stimolo di “stress da acido”, mentre dall’altra inibiscono efficacemente sullo stesso neurone i canali  Na­_V1.7 deputati all’amplificazione e trasmissione di questo stimolo: il risultato è l’inibizione dell’impulso nervoso da parte dei neuroni nocicettivi, che non possono quindi inviare il segnale di dolore al cervello dell’animale.

In realtà anche nel topo (e nell’uomo, che non è poi tanto diverso) le molecole di acido attivano il neurone nocicettivo e contemporaneamente inibiscono in parte i canali per il sodio, ma alla fine il bilancio pende a favore dell’attivazione e trasmissione dello stimolo doloroso: nella talpa senza peli invece, poiché dotata di tale isoforma di canale Na­_V1.7 più sensibile al pH, l’inibizione della trasmissione è preponderante, e quindi l’animale è sostanzialmente “immune” allo stimolo di dolore. La pressione selettiva derivante dalla vita in colonie caratterizzate da ambiente perlopiù acido ha dunque selezionato e fissato nella specie tale isoforma mutata, che conferisce un grande vantaggio selettivo!

E’ stato dimostrato che nell’uomo particolari mutazioni del gene SCN9A codificante il canale Na­_V1.7 sono responsabili della Eritromelalgia o Malattia di Mitchell, rara malattia cronica caratterizzata da periodici episodi di vasodilatazione parossistica che comportano intensi dolori. Inoltre è noto (1 | 2) che mutazioni nonsenso nel gene SCN9A che determinano la perdita di espressione del canale Na­_V1.7, o la produzione di una proteina non funzionante, siano la base genetica di una rara condizione nota come insensibilità congenita al dolore.

Le nuove scoperte ottenute dalle talpe senza pelo potrebbero dunque suggerire nuovi meccanismi per bloccare questo importante canale, ed aprire eventualmente la strada ad una nuova classe di antidolorifici.

Fonte: Science

Link consigliati: *L’orologiaio miope* – I wurstel con i denti: gli eterocefali glabri

my GenomiX – Sequenziato il genoma dell’eterocefalo glabro, il roditore con i superpoteri

Svelato il mistero della talpa che non sente il dolore è un articolo di: Neoteron - Blog di medicina, biologia e biotecnologie in generale

Un nuovo studio della Rice University ha determinato un modello matematico per descrivere un sistema di immunità acquisita all’interno di batteri, capace di contrastare l’infezione di batteriofagi.

I batteriofagi sono virus che attaccano specificatamente i batteri, il loro meccanismo d’azione si basa sull’iniezione del loro genoma all’interno dell’ospite, allo scopo di riprodursi sfruttando il suo macchinario molecolare. Sembra che i batteri, però, abbiano sviluppato un sistema per immunizzarsi da alcune di queste potenziali minacce.

Ipotetico meccanismo d'azione di CRISPR

La ricerca si è concentrata sulla regione CRISPR (“clustered regularly interspaced short palindromic repeats”) del DNA batterico. Essa è composta da due tipi di sequenze: la prima, che da il nome alla regione e che inizialmente aveva catalizzato l’interesse scientifico, contiene brevi ripetizioni; nella seconda, inizialmente identificata come DNA spaziatore fra le ripetizioni, sono contenute sequenze genetiche specifiche dei fagi.

Quando una sequenza di un fago si trova nella regione CRISPR, il batterio è immunizzato dall’infezione di quel fago, in quanto diviene in grado di riconoscere e degradare il genoma virale, in maniera analoga al processo di RNA interference (RNAi) degli organismi eucariotici.

“Da una prospettiva puramente scientifica, questa ricerca ci insegna cose che non si sarebbe nemmeno potuto immaginare solo pochi anni fa, ma c’è anche un interesse applicativo in questo lavoro”, afferma Micheal Deem, professore di Biochimica, Ingegneria Genetica, Fisica e Astronomia alla Rice University.

In sostanza, la CRISPR agisce immagazzinando un insieme di frammenti dei genomi di quei virus che attaccano il batterio, immagazzinamento che avviene mediante opportuni complessi proteici che agiscono una volta entrati a contatto con materiale genetico esogeno. Quindi essa risulta essere ereditabile, quando il batterio si divide, ma anche programmabile durante la vita dell’organismo. Il CRISPR può contenere da trenta a cinquanta diversi frammenti, che implicano la resistenza nei confronti di altrettanti tipi di fago.

Ciò che lo studio della Rice University è riuscita a scoprire è come la pressione evolutiva influisce su questo meccanismo. Ritornando alla descrizione della CRISPR, era già noto che i frammenti più recenti si trovavano in posizioni anteriori, mentre i frammenti più distanti corrispondevano a frammenti di fagi incontrati molto prima. Analizzando le CRISPR di varie colture batteriche, è stata notata un’irregolarità in alcuni fattori statistici, come la probabilità abbinata ai frammenti genetici all’interno delle popolazioni.

In pratica, la probabilità di conservare evolutivamente lo stesso frammento, in batteri diversi, aumenta esponenzialmente all’allontanarsi dalla posizione 1 all’interno della sequenza CRISPR. Questo avviene perché i batteri in grado di resistere ad un ceppo virale particolarmente aggressivo hanno più chance di riprodursi e ciò si traduce in un’elevata pressione evolutiva su alcune sequenze della CRISPR.

Lo studio della Rice University è riuscito a creare una descrizione matematica che il computer può utilizzare per analizzare il fenomeno. Le equazioni sviluppate descrivono il modo in cui le popolazioni di batteri e fagi interagiscano tra loro, e come ciò si riflette nella CRISPR.

“Ogni popolazione prova ad espandersi, e la pressione selettiva agisce costantemente su entrambi i fronti, tanto sui batteri che sui loro invasori” dice Deem. Questo processo si manifesta nella regione CRISPR, che traccia un pò la storia della popolazione batterica rispetto ai fagi a cui essa è stata esposta. “All’interno di una popolazione batterica, è riscontrabile in CRISPR un ampio assortimento di geni per quanto riguarda il primo frammento, mentre per il secondo frammento si nota già minor variabilità, indice di come su quest’ultimo la pressione selettiva sia stata maggiore. Poichè i batteri che contengono nel loro CRISPR frammenti del genoma virale del ceppo dominante (quindi il più aggressivo tra la popolazione fagica) hanno maggiori probabilità di sopravvivenza, questi tenderanno a soppiantare i loro vicini che sono più vulnerabili. Ad una posizione n-esima, che sia la più lontana dalla posizione del frammento 1 (la più variabile), la selezione ha lavorato più a lungo che su tutte le altre posizioni (che sono quindi sorte successivamente), perciò i geni che qui troviamo sono anche i più comuni all’interno della popolazione, e quelli che tendono a procurare la migliore protezione generale al microrganismo.”

Tale teoria potrebbe trovare varie applicazioni in ambito biotecnologico, con la possibilità di silenziare alcuni geni mediante questo meccanismo. Le industrie farmaceutiche, inoltre, stanno studiando, su queste basi, nuovi tipi di terapie antibiotiche.

Fonte: EurekAlert!

I batteri possiedono un sistema immunitario acquisito è un articolo di: Neoteron - Blog di medicina, biologia e biotecnologie in generale

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

La nuova e promettente terapia “antigenica” è un articolo di: Neoteron - Blog di medicina, biologia e biotecnologie in generale

1. Terapia genica per curare l’atrofia muscolare spinale

La malattia è stata riscontrata per la prima volta nel 1946 in una regione del Giappone, e il suo nome è dovuto agli intensi dolori reumatoidi e mialgici che provoca (“Itai itai” è infatti un grido di dolore, equivalente a “ahi ahi”). Oltre a gravi danni renali, la malattia porta anche ad alterazioni del metabolismo del calcio e del fosforo: alcuni Ca²⁺ delle ossa vengono sostituiti da ioni Cd²⁺, che possiedono la stessa carica elettrica e circa le stesse dimensioni; le ossa assumono, con il tempo, un aspetto poroso e possono fratturarsi. (Fonte)

Oltre a rigidi controlli sugli scarichi industriali di metalli pesanti nel suolo, una possibile strategia per affrontare il problema dell’assunzione di cadmio tossico per via alimentare potrebbe essere la creazione (o selezione) di varietà di riso che non siano in grado di assumere questo elemento.

In questa ottica si inserisce un nuovo studio di ricercatori giapponesi della Okayama University, che ha portato all’identificazione di un gene di riso (OsHMA3) responsabile di un basso accumulo di cadmio; tale gene è stato isolato attraverso una serie di esperimenti di incrocio tra varietà di riso a basso e alto accumulo di Cd.

Localizzazione del trasportatore Cd con anticorpi e GFP. Per i dettagli cliccare sull'immagine

Il gene in questione codifica un trasportatore appartenente alla famiglia P_1B-type ATPasi, ma mostra scarsa somiglianza con altri membri. L’espressione eterologa in lievito ha mostrato che il trasportatore della varietà a basso accumulo di Cd è funzionale, mentre quello derivante dalla varietà ad alto accumulo di Cd ha perso la sua funzionalità, probabilmente a causa della mutazione di un singolo amminoacido.

Il trasportatore è espresso principalmente nel tonoplasto delle cellule della radice, con livelli simili di espressione in entrambe le varietà di riso. Una sovraespressione del gene funzionale (proveniente dalla varietà di riso “low-Cd“) genera una diminuzione selettiva dell’accumulo di Cd, ma non di altri micronutrienti, nella cariosside.

Tutti questi risultati indicano che il gene OsHMA3 proveniente dalla variante “low-Cd accumulating” limita la traslocazione del cadmio dalle radici ai tessuti superiori, sequestrandolo selettivamente all’interno dei vacuoli delle radici.

Fonte: Pnas.org

Un gene per limitare l’accumulo di Cadmio (tossico) nel riso è un articolo di: Neoteron - Blog di medicina, biologia e biotecnologie in generale

Perchè? Il meccanismo di adattamento operato dai neuroni in risposta agli antidepressivi è rimasto per molto tempo enigmatico, ma una nuova ricerca pubblicata su Science del 17 settembre 2010 getta nuova luce sui meccanismi di azione di questa classe di farmaci, in uso da più di 30 anni in tutto il mondo (anche in maniera a volte piuttosto massiccia).

Fluoxetina cloridrato, nome commerciale Prozac

Il team di ricerca di Odile Kellermann e Jean-Marie Launay, ha rivelato (per la prima volta) una sequenza di reazioni causate dal Prozac a livello neuronale, che contribuiscono ad aumentare il livello, spesso deficitario in individui depressi, di serotonina, un “messaggero” chimico essenziale per il cervello.

La serotonina (abbreviata in 5-HT, 5-idrossi-triptamina) è un neurotrasmettitore essenziale per la comunicazione tra i neuroni, ed è coinvolta in maniera specifica nel comportamento alimentare e sessuale, nel ciclo sonno-veglia, nel dolore, ansia e in generale la regolazione dell’umore.

Gli stati depressivi sono associati proprio ad una deficienza di serotonina: fin dagli anni ’60 le strategie di sintesi di farmaci antidepressivi hanno mirato all’aumento della quantità di serotonina rilasciata nello spazio sinaptico, ovvero lo spazio compreso tra due neuroni, attraverso cui si ha la mediazione chimica (da parte del neurotrasmettitore, quindi di 5-HT) dell’impulso elettrico proveniente dall’assone.

Nonostante si sappia già da parecchi anni che gli antidepressivi come il Prozac riescono ad aumentare la concentrazione di serotonina nella sinapsi attraverso il blocco del trasportatore della serotonina (SERT), che media la ricaptazione del neurotrasmettitore nella terminazione pre-sinaptica, fino ad ora ancora risultava inspiegabile il ritardo di 3 settimane nell’inizio della loro efficacia.

Il team di ricerca di Kellermann e Lunay è riuscito a caratterizzare, in vitro e in vivo, le varie reazioni e le molecole intermedie coinvolte nel meccanismo d’azione del Prozac: in particolare è stato identificato un microRNA che svolge un ruolo chiave in tali meccanismi.

Questo miRNA, chiamato miR-16, controlla infatti la traduzione del trasportatore della serotonina a partire dal suo mRNA.

In normali condizioni fisiologiche, questo trasportatore è presente nei cosiddetti neuroni “serotonergici” (specializzati nella produzione di questo trasmettitore, la serotonina); invece nei neuroni cosiddetti “noradrenergici” l’espressione di tale trasportatore è ridotta a zero da miR-16. Il neurotrasmettitore prodotto da questa ultima classe di neuroni è la noradrenalina, coinvolta nell’attenzione, emozioni, sonno, apprendimento e nei sogni.

In risposta al Prozac, i neuroni serotonergici rilasciano una molecola segnale, che causa il distacco di una certa quantità di miR-16 dai mRNA target nei neuroni noradrenergici: ciò non fa che sbloccare l’espressione del trasportatore per la serotonina in questi neuroni.

Tali neuroni divengono così sensibili al Prozac: essi continuano a produrre noradrenalina, ma iniziano anche a produrre serotonina. Infine, la quantità di serotonina rilasciata è incrementata sia nei neuroni serotonergici, tramite l’effetto diretto del Prozac che previene la sua ricaptazione, sia in quelli noradrenergici, attraverso la riduzione dei livelli di miR-16.

Quindi “questo lavoro ha rivelato, per la prima volta, che gli antidepressivi sono in grado di attivare una nuova fonte di serotonina nel cervello”, spiegano i ricercatori. “Inoltre i nostri risultati dimostrano che l’efficacia del Prozac si fonda sulle proprietà “plastiche” dei neuroni noradrenergici, come ad esempio la loro capacità di acquisire le funzioni espresse dai neuroni serotonergici”.

Tutti questi risultati aprono inoltre le porte a tutto un nuovo filone di ricerca sugli stati depressivi, in quanto tutti gli “attori” della sequenza di reazioni iniziata dal Prozac costituiscono un potenziale bersaglio farmacologico.

Fonte: EurekAlert!

Il Prozac agisce controllando i livelli di microRNA è un articolo di: Neoteron - Blog di medicina, biologia e biotecnologie in generale

In generale, è associato a pensieri ossessivi e ad azioni ripetitive, rituali o formule volte a ridurre l’ansia derivante dalle ossessioni. Si tratta di un disturbo che colpisce il 2-3% della popolazione di cui recentemente si stanno scoprendo basi biologiche ed ereditarie.

Attività cerebrale in pazienti affetti da OCD e loro parenti stretti

Uno degli studi su questo argomento, del 2007, proviene dall’Università di Cambridge, pubblicato sulla rivista Brain. Per quanto sia noto che più individui imparentati possono soffrire di Disturbo Ossessivo Compulsivo, non è ancora stato scoperto un pattern genetico connesso; l’idea dei ricercatori di Cambridge riguarda la possibilità che tali geni possano influenzare la quantità di materia grigia in determinate zone cerebrali.

Utilizzando un test di risposta a stimoli uditivi e visivi, in cui i soggetti dovevano rispondere con una pressione di un pulsante a destra o a sinistra, il team di ricerca ha cercato di monitorare la capacità di dominare comportamenti compulsivi in un gruppo di due persone affette da OCD, un gruppo di loro parenti stretti e un gruppo di persone sane. I tre gruppi sono stati inoltre sottoposti a risonanza magnetica per ottenere immagini delle varie aree cerebrali.

Nel test computerizzato, i peggiori risultati sono stati conseguiti dai soggetti affetti da OCD e le loro risonanze magnetiche rivelano un impoverimento di materia grigia in aree specifiche per il controllo di abitudini e di risposte motorie. Tali cambiamenti sembrano perpetuarsi per via ereditaria e potrebbe costituire un fattore di rischio utile per la diagnosi, come afferma Lara Menzies, nel Brain Mapping Unit presso l’Università di Cambridge, aggiungendo:

“Tuttavia, abbiamo un lungo cammino da percorrere per identificare i geni che contribuiscono alla struttura del cervello distintivo nei pazienti OCD e dei loro familiari. Abbiamo anche bisogno di individuare altri fattori che contribuiscono nell’OCD, per capire perché i parenti stretti che condividono le strutture cerebrali simili non sempre sviluppano il disturbo. “

Fonte: EurekAlert!

Disturbo ossessivo compulsivo: uno studio del 2007 rivela un possibile fattore ereditario è un articolo di: Neoteron - Blog di medicina, biologia e biotecnologie in generale

1. Nuovo studio pone l’origine delle angiosperme 215 milioni di anni fa

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

I funghi e la decomposizione delle plastiche contenenti bisfenolo è un articolo di: Neoteron - Blog di medicina, biologia e biotecnologie in generale

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.

Il morbo di Parkinson è causato da una degenerazione progressiva delle cellule nervose che producono dopamina, dette anche cellule dopaminergiche, che avviene soprattutto a livello del sistema extrapiramidale (la stessa area soggetta a degenerazione nel caso della Corea di Huntington).

Dopamina, prodotto della via biosintetica che porta a noradrenalina e adrenalina

La dopamina è un neurotrasmettitore che stimola i motoneuroni, che a loro volta controllano la contrazione muscolare: quando la produzione di dopamina è ridotta, i nervi non sono in grado di controllare i movimenti o di mantenere il coordinamento.

Nel loro studio, Taylor e colleghi hanno raccolto e messo in coltura tessuto endometriale proveniente da nove donne diverse, ed hanno verificato che tali cellule possono essere trasformate in cellule dopaminergiche come quelle presenti nel cervello.

“Il livello di dopamina nei topi è aumentato non appena abbiamo trasferito le staminali entometriali all’interno dei loro cervelli” dice Taylor. “Questo è incoraggiante in quanto le donne possiedono una ottima riserva di cellule staminali che possono essere estratte facilmente, e che possono differenziare in altri tipi cellulari utili nel trattamento anche di altre patologie.”

Nell’evidenziare i vantaggi derivanti dall’uso di staminali endometriali, Taylor ha fatto notare come le questioni etiche che circondano l’uso di cellule staminali embrionali siano del tutto eliminate in casi come questi, in cui si fa uso di cellule staminali adulte.

Da sottolineare inoltre che le staminali endometriali sono una delle migliori fonti per la generazione di nuovi neuroni, in quanto tali cellule nervose una volta impiantate hanno generato minor rigetto rispetto ad altre provenienti da fonti staminali di diverso tipo.

“Questa è solo la punta dell’iceberg di ciò che saremo in grado di fare con queste cellule” ha detto infine Taylor. “Riteniamo che questi neuroni siano solo i primi di una lunga serie di tipi cellulari derivati dall’endometrio, che possano essere impiegati nel trattamento di svariate malattie”

Fonte: EurekAlert!

Staminali endometriali per riparare i danni del morbo di Parkinson è un articolo di: Neoteron - Blog di medicina, biologia e biotecnologie in generale

1. Il cioccolato fondente previene i danni cerebrali da ictus ischemico
2. Predire il destino di cellule staminali in coltura