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ringiovanire il cuore

13.07.2015

La nostra vita sarebbe molto più facile se il nostro cuore potesse rigenerarsi. In molti pesci, anfibi e rettili, le restanti cellule cardiache possono curare qualsiasi danno. Tuttavia, nei mammiferi, purtroppo, i nuovi cardiomiociti possono comparire solo durante lo sviluppo embrionale: subito dopo la nascita, le cellule staminali che hanno dato origine al cuore si addormentano. Pertanto, dopo un infarto, non si riprende, ma cicatrizza: al posto delle cellule muscolari che potrebbero contrarsi, l'area lesa viene chiusa dal tessuto connettivo. Si ritiene che questo fosse il prezzo evolutivo per un cuore più perfetto: negli anfibi e in altri, le cellule del cuore possono invertire il loro sviluppo, allo stadio staminali, e quindi curare i danni, ma è la capacità di diventare staminali che ha un effetto negativo sulle funzioni cardiache proprie. Negli animali, i cardiomiociti funzionano meglio, ma non possono nemmeno "cadere nell'infanzia".

Tuttavia, nel 2011, il cardiologo Hesham Sadek e colleghi dell'Università del Texas hanno scoperto improvvisamente che nei topi giovani il cuore può rigenerarsi rapidamente. Dopo la rimozione chirurgica del 15% del muscolo ventricolare in topi di un giorno, il volume di tessuto perso è stato completamente ripristinato entro tre settimane e dopo due mesi il ventricolo è tornato al funzionamento "regolare". La capacità di ripristinare il cuore è durata sette giorni; negli animali di sette giorni, il ventricolo non si è più rigenerato. La cosa più curiosa era che la rigenerazione non avveniva a causa delle cellule staminali, ma a causa delle normali cellule mature dei muscoli del cuore, che, a quanto pare, si ricordavano improvvisamente come dividersi.

Ma quando i ricercatori dell'Università della Danimarca meridionale hanno cercato di replicare l'esperimento, hanno visto solo cicatrici normali e nessun recupero: un documento con questi risultati deludenti è apparso su Stem Cell Reports la scorsa primavera. Alcuni esperti hanno cercato di spiegare la divergenza dei dati sperimentali con il fatto che durante la rigenerazione possono aver luogo due processi in competizione, la rigenerazione stessa e la cicatrizzazione, e anche la minima differenza nelle condizioni sperimentali può dare un vantaggio all'uno o all'altro. Inoltre, nessuno ha visto le cellule stesse, che hanno ripristinato il cuore dei topi; la conclusione che le cellule del muscolo cardiaco non staminali, ma mature funzionano qui è stata fatta su basi indirette.

Eppure, a quanto pare, il ripristino del cuore con cellule "non staminali" non è affatto un mito e non un artefatto. In un nuovo articolo pubblicato su Nature, lo stesso Heshem Sadek e lo staff del Southwestern Medical Center dell'Università del Texas affermano di essere stati in grado di trovare esattamente quelle cellule riparatrici. Tuttavia, si sono rivelati davvero normali cardiomiociti, con la capacità preservata di dividersi. Esperimenti preliminari hanno suggerito che tali cellule avrebbero dovuto proliferare in ipossia, cioè con un apporto insufficiente di ossigeno. Di conseguenza, è stato possibile trovare un piccolo numero di cardiomiociti che somigliavano a cellule neonatali. Per rilevarli è stato necessario creare un topo geneticamente modificato, in cui la proteina Hif-1alfa, necessaria per le cellule durante l'ipossia, è stata combinata con una proteina tag, che ha permesso di vedere una cellula con un Hif-1alfa ipossico attivato gene.

La crescita media annua di nuove cellule nel cuore è stata dello 0,62%, il che è coerente con le stime precedenti. Questo, ovviamente, non è abbastanza, ma ora, avendo le stesse cellule rigenerative nelle loro mani, i medici possono provare a scuoterle di proposito, costringerle a dividersi più attivamente. Recentemente sono apparsi diversi lavori in cui i geni di divisione nelle cellule cardiache potrebbero essere risvegliati "alla cieca" utilizzando RNA microregolatori e altri meccanismi epigenetici; Vorrei sperare che ora la ricerca e l'ottimizzazione di tali metodi vadano più veloci - ovviamente, dopo che le stesse cellule possono essere trovate nel cuore umano.

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Inaugurato l'osservatorio astronomico più alto del mondo 04.05.2024

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I droni possono odorare 05.12.2020

Gli ingegneri dell'Università di Washington hanno collegato l'antenna di una falena viva a una suite di elettronica e l'hanno usata per puntare il drone verso odori specifici. Chiamano la macchina creata Smellicopter.

"La natura è al di sopra dei nostri sensori di odore artificiali. Usando l'antenna olfattiva di una vera falena su un drone Smellicopter, possiamo ottenere il meglio da entrambi i mondi: la sensibilità di un organismo biologico su una piattaforma robotica che può essere controllata, " afferma Melanie Anderson, autrice principale dello studio.

L'antenna tubolare cava è presa in prestito dalla falena del falco del tabacco (manduca sexta). Piccoli elettrodi sono inseriti in ciascuna estremità dell'antenna, che raccolgono il segnale dai suoi recettori. L'antenna rimane biologicamente e chimicamente attiva fino a quattro ore dopo la rimozione, ma la sua durata può essere prolungata se il componente viene refrigerato.

Per testare l'olfatto del cyborg risultante, il team ha posizionato il sensore in una galleria del vento, dove doveva competere con un sensore olfattivo artificiale standard. I test hanno dimostrato che l'antenna della falena reagisce all'odore dei fiori o dell'etanolo molto più velocemente di qualsiasi altro sensore.

Negli esperimenti successivi, i ricercatori hanno montato il sensore su un piccolo quadricottero dotato di due alette di plastica che consentono all'auto di navigare con il vento e di quattro sensori di rilevamento ostacoli a infrarossi.

Lo Smellicopter è alimentato da un algoritmo che imita il volo di una farfalla. Il drone inizia a volare andando alla deriva a sinistra per la distanza specificata. Se non rileva un odore abbastanza forte, cambia rotta e si sposta a destra. Dopo aver rilevato l'odore, il drone vola alla sua fonte. Se in qualsiasi momento i sensori a infrarossi rilevano un ostacolo entro 20 cm, lo Smellicopter cambierà direzione.

Il dispositivo può essere utilizzato per rilevare esplosivi o il respiro di persone bloccate sotto le macerie nei luoghi del disastro.

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