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DNA come biomateriale

di Carolina C.

Le nostre istruzioni genetiche sono preziosissime: Il DNA non solo determina ciò che siamo, ma può anche essere utilizzato in medicina per la terapia genica. Non è tutto: guardandolo da un punto di vista strutturale e fisico, un team di biotecnologi e di fisici dei materiali ha sviluppato i cosiddetti “DNA idrogel”, dei polimeri la cui struttura è fatta di acidi nucleici e al cui interno troviamo dell’acqua. 

Questi possono essere utilizzati in diverse applicazioni biomediche: nella formulazione di farmaci, nella terapia genica e negli approcci di terapia cellulare.

Il DNA come biomateriale mostra qualità come biocompatibilità e biodegradabilità, che al giorno d’oggi sono requisiti fondamentali per la messa a punto di nuove tecnologie. Inoltre, il DNA risponde a diversi stimoli fisici, come cambi di temperatura o di pH, ma anche chimici e questo rende la struttura stessa del DNA controllabile. Nella farmacologia è importantissimo controllare il rilascio di un farmaco, ed è a questo proposito che gli Idrogel trovano la loro vocazione. 

Un esempio: il mio obiettivo terapeutico è l’intestino, il cui pH è neutro.  Un farmaco assunto per via orale dovrà necessariamente passare per lo stomaco, un ambiente notoriamente acido; avere quindi degli idrogel che si sciolgono solo in presenza di un pH neutro proteggerebbe il mio farmaco fino al raggiungimento del suo obiettivo, l’intestino, e sarà solo a questo punto che l’ idrogel si dissolverà e rilascerà il farmaco. 

Tratto Gastro Intestinale: In questo tratto avviene la scomposizione del cibo, al fine di assorbire nutrienti e liquidi, ma anche l’eliminazione di componenti non digeribili.
È caratterizzato da diversi gradi di Ph necessari al corretto funzionamento dei differenti organi deputati alla digestione

Infine, l’ingegneria genetica, con l’avvento della tecnologia CRISPR/CAS9, offre nuovi spunti. Questo macchinario molecolare, di origine batterica, è costituito da due parti:  le guide CRISPR e la proteina CAS9. Le guide fungono da stampo per la CAS9, deputata al taglio e all’eventuale correzione del DNA bersaglio.

Il DNA è, quindi, diventato ri-programmabile e regolabile, ridefinendo il potenziale degli idrogel di DNA.

A tal proposito, in Massachusetts i ricercatori del MIT, guidati dal dottor Collins, hanno sfruttato la Cas12a, una versione ottimizzata della Cas9,  per rendere gli idrogel ancora più malleabili. I loro idrogel sono programmabili per il rilascio di enzimi, cellule e molecole in contesti speciali. 

Basti pensare alla sempre più emergente terapia cellulare anti-tumorale, in cui le cellule del sistema immunitario sono ingegnerizzate per riconoscere ed uccidere il tumore stesso.

Non sempre, però, queste riescono a raggiungere facilmente l’organo interessato. 

Gel Controllati dal Sistema CRISPR: I ricercatori del MIT hanno creato un materiale intelligente, detto idrogel, la cui struttura è costituita da filamenti di DNA. La proteina CRISPR-Cas12a taglia i filamenti di DNA cambiando la forma dei gel che possono essere controllati per il rilascio di farmaci e particelle per accendere un circuito elettrico.

Avere quindi un veicolo che rilasci le cellule soltanto nell’organo interessato ha i suoi vantaggi ed è per questo che il dott. Collins ed il suo team hanno testato gli idrogels anche per il rilascio di cellule del sistema immunitario, testandone la vitalità all’interno dell’idrogel e simulandone con successo il rilascio in vitro.

Successivamente il gruppo di scienziati ne ha testato il potenziale anche in diagnostica. Hanno inserito gli idrogel in dei piccoli chip costituti da una camera di microfluidica collegata ad un circuito elettronico. Quest’ultimo si spegnerà quando il sistema entrerà in contatto con il contenuto genetico e l’idrogel cambierà forma. 

È stato testato, per esempio, per il virus Ebola e per individuare la presenza del batterio Stafilocco aureo resistente agli antibiotici. La prospettiva è, quindi, quella di sviluppare dei “farmaci intelligenti”, in grado di entrare in azione solo quando necessario, e dei sistemi diagnostici che funzionino da sensori che si accendano o spengano in presenza di malattia. [CC]

References:

DNA Hydrogels for Biomedical Applications

https://www.nature.com/articles/d41586-019-02542-3

https://science.sciencemag.org/content/365/6455/780

 J. Li, D. J. Mooney, Nat. Rev. Mater. 1, 16071 (2016).

La Dieta Chetogenica: nuove scoperte, rischi e vantaggi della dieta Low-carb

“Non mangio carboidrati, fanno ingrassare! ”  Quante volte l’avete sentito? Effettivamente non sarebbe una scelta del tutto sbagliata, ma questo va al di là della pancia piatta e del six-pack. La dieta a basso consumo di carboidrati infatti ha diversi effetti positivi sul nostro organismo e diversi studi li mettono in risalto, ma come in tutte le diete, ci sono pro e contro e bisogna conoscere bene come funzionano. La dieta chetogenica, che ora è anche di moda, va leggermente oltre il ridotto consumo di carboidrati. Parliamone! 

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Già dal 1920 si pensava che una dieta povera di carboidrati potesse essere un trattamento risolutivo per l’epilessia nei bambini, evitando l’utilizzo di farmaci pesanti. Ad oggi si sa che la possibilità di modificare la propria dieta per diminuire, o addirittura rimuovere, i trattamenti farmaceutici è un’ottima strategia, ma va seguita con razionalità e conoscenza, e non di certo con il metodo Fai-Da-Te. 

Ma vediamo in che cosa consiste la dieta chetogenica e come funziona. 

Mettiamo da parte la parola “chetogenica” per un attimo e concentriamoci sui carboidrati: queste molecole sono lunghe catene di zuccheri complessi che si trovano comunemente negli alimenti come pane e pasta, ma non solo. Il nostro corpo ha bisogno di zuccheri, e noi li mangiamo con gusto. Quando queste molecole entrano nel nostro organismo, vengono digerite e trasformate in unità di glucosio, che fanno da benzina per il nostro corpo, e che quindi vengono mandate in ogni “distretto”. 

NB: i nostri neuroni non sono in grado di prodursi da soli energia e hanno bisogno di glucosio circolante, ovvero “zucchero per il cervello”. 

Ma cosa succede allora se non abbiamo carboidrati a disposizione? Succede che il nostro fegato attaccherà gli acidi grassi che verranno scissi e digeriti a formare una molecola che si chiama acil-CoA. Questa entra nel ciclo di Krebs: una cascata di reazioni chimiche alla base del metabolismo cellulare che produce molte delle molecole usate a scopo energetico. Quando l’acil- CoA eccede, le molecole si fondono insieme a formare il corpo chetonico Numero 1: l’acetone, poi l’acetoacetato e infine il 3-idrossibutirrato. Questi sono i nostri corpi chetonici. 

Corpi Chetonici. In alto: Acetone. In mezzo: acetoacetato. In basso: 3-idrossibutirrato

Quindi non abbiamo glucosio in circolo, ma corpi chetonici: stiamo facendo morire di fame il nostro cervello? No! Ma lo costringiamo ad attrezzarsi e a trovare una via alternativa. Infatti i corpi chetonici sono in grado di passare la barriera ematoencefalica e arrivare direttamente ai neuroni, che li utilizzeranno come fonte di energia. 

Negli anni recenti si è visto come una dieta a basso consumo di carboidrati possa avere effetti positivi anche nel trattamento delle malattie neurodegenerative, come Alzheimer e Parkinson. I corpi chetonici infatti sono una risorsa preferenziale per la sintesi di lipidi neuronali, ovvero quelli che costituiscono le membrane dei nostri neuroni, parte fondamentale per la conduzione dello stimolo elettrico. 

Oggi ci sono diversi tipi di dieta chetogenica che variano a seconda della quantità e qualità di grassi e proteine utilizzate. Una di queste è quella sviluppata da Wilder nel 1921, basata su gli acidi grassi a catena lunga. Molto interessante è la recente ricerca della Fondazione don Carlo Gnocchi sull’effetto positivo della dieta chetogenica sull’emicrania associata alla perdita di peso in soggetti obesi. 

Quindi, per concludere, una dieta a basso consumo di carboidrati potrebbe sembrare un buon modo per perdere peso (i corpi chetonici hanno anche una funzione anoressigena e riducono l’appetito), e con tanti effetti benefici sulla salute, da quelli cardiovascolari a quelli neuroprotettivi. Tuttavia tutti i casi citati sopra si riferiscono a soggetti patologici, con malattie neurodegenerative o grave obesitá. La dieta chetogenica, infatti, non è priva di rischi e effetti collaterali, quindi stiamo attenti alle truffe: i prodotti Keto, ovvero semplicemente frullati con corpi chetogeni aggiunti, non possono funzionare in alcun modo. Anzi, il lato oscuro della dieta chetogenica è proprio il rischio della chetosi, ovvero di un troppo alto contenuto di queste molecole nel sangue. Se i corpi chetonici non vengono utilizzati, devono essere smaltiti e le uniche due vie sono la respirazione polmonare e l’urina, quindi un loro eccesso porterebbe ad un affaticamento dei reni. Nel caso, la chetosi si puó facilmente diagnosticare con un esame delle urine, o test dell’acetone.  

Ci teniamo infine a sottolineare alcuni punti: 

  1. Nessuno dovrebbe scriversi una dieta da solo, sempre meglio seguire i consigli degli esperti, ovvero medici e nutrizionisti.
  2. Ci sono tanti modi sani, sanissimi, per dimagrire mantenendo un’ottima salute; questo non è proprio il migliore. 
  3. Diffidate delle diete con nomi troppo cool, chetogenica vuol dire semplicemente che genera corpi chetonici. 
  4. Una dieta a basso consumo di carboidrati è un’altra cosa, ma non perdete tempo a spiegarlo a mamme e nonne, potrebbero non capire il vostro rifiuto per le loro tagliatelle, le ferireste soltanto! 

Fonti:

https://www.mdpi.com/2072-6643/11/8/1742/htm
https://www.hsph.harvard.edu/nutritionsource/healthy-weight/diet-reviews/ketogenic-diet/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6251269/

PEA: un analgesico tutto naturale

di Anna Lucia A.

La PEA: (palmitoil-etanol-ammide) è una sostanza naturale prodotta dal nostro corpo per difendere le cellule da danni o infiammazioni croniche.

Fu scoperta nel 1957 ma solo nel 1993 la dottoressa Rita Levi Montalcini ne ha spiegato il funzionamento vincendo il Premio Nobel.

Chimicamente parlando PEA è un ammide di un acido grasso endogeno. Appartiene alla classe degli antagonisti dei fattori nucleari, ovvero di quelle molecole capaci di interagire direttamente con il DNA attraversando la membrana nucleare, solitamente difficile da penetrare. Infatti si pensa che la PEA si leghi a specifici recettori nucleari, chiamati PPAR, e che svolga un’ampia varietà di funzioni correlate spesso al dolore cronico e all’infiammazione.

Oggigiorno è stato notevolmente rivalutato l’approccio naturale in ambito medico per evitare di “stressare” l’organismo.

La PEA appunto si presta bene in questo caso come terapia di supporto o da affiancare a quella farmacologica per il trattamento di stati infiammatori e dolorosi. Nel caso di dolore infiammazione-cronica il sintomo si prolunga nel tempo. L’utilizzo di sostanze come la PEA riescono a “inibire la trasmissione del segnale del dolore”. A questa molecola oggi è riservata una grande attenzione da parte degli studiosi, ci aspettiamo pertanto notizie ancor più dettagliate sul suo utilizzo e la sua funzione in tempi brevi.

La PEA esiste attualmente in forma micronizzata ed ultramicronizzata (è una tecnica di macinazione in cui le dimensioni dei frammenti ottenuti sono dell’ordine di grandezza del micrometro), e assieme ad altre molecole antiossidanti riduce la neuroinfiammazione.

La Pea agisce su bersagli specifici del nostro sistema immunitario quali le cellule della microglia, che hanno il compito di difendere i neuroni; e i mastociti, cellule specifiche che si trovano nei tessuti connettivi e si attivano durante una risposta infiammatoria.

Supponiamo che un paziente presenti lombosciatalgia, la terapia con PEA fa sì che venga ridotto l’utilizzo di farmaci FANS, ovvero farmaci analgesici non steroidei, che se assunti per tempi lunghi possono avere effetti collaterali come bruciore gastrico, vomito, nausea, diarrea oppure più gravi come ulcere o emorragie gastriche.

La PEA è quindi una potente sostanza che ad oggi puó essere comunemente somministrata come antinfiammatorio e, grazie allo studio di questa sostanza, nuovi target su cui agire sono stati scoperti e hanno aperto le porte verso nuovi studi e terapie.

Credits:

https://neuropathie.nu/2013/01/palmitoilethanolamide-un-agente-analgesico-ed-un-antinfiammatorio-naturale/

https://m.fondazionegraziottin.org/ew/ew_articolo/approfondimenti%2027%20marzo%202015%20-%2004%20-%20graziottin.pdf

La diarrea del viaggiatore

di Marilisa F.

Se anche voi in viaggio avete sofferto di diarrea, sapete benissimo di cosa stiamo parlando! È inutile cercare un colpevole tra i vostri conoscenti invidiosi costretti a restare in casa: il malocchio non esiste!

È un disturbo gastrointestinale dovuto a tossinfezione alimentare. Si manifesta con un’aumentata frequenza dei movimenti intestinali che portano a tre o più evacuazioni di feci poco formate al giorno, in genere durante un viaggio all’estero, spesso in un paese in via di sviluppo.

Quali sono gli agenti eziologici?

In più della metà dei casi non si indaga sulla causa perché i sintomi scompaiono prima del ritorno a casa. Quando invece l’agente eziologico viene cercato, si trovano quasi sempre questi batteri:

–   Escherichia coli enterotossica è il più comune batterio responsabile della diarrea del viaggiatore la cui infezione si presenta con crampi addominali, quasi mai febbrili.

–    Frequente è anche l’Escherichia coli enteroaggregante.

–    Il Campilobacter jejuni si manifesta con diarrea acquosa e sanguinolenta, crampi addominali e febbre.

–    Le Salmonelle sono responsabili di diarrea acuta, febbre, vomito e crampi addominali.

–   La Shigella si presenta con diarrea acuta, crampi addominali, feci ematiche, tenesmo e febbre.

In casi minori, possono anche essere coinvolti virus, come i norovirus e rotavirus, e protozoi come la Giardia lamblia. Altri parassiti che causano diarrea sono Cryptosporidium spp, Entamoeba histolytica e Cyclospora catayensis.

Geografia:

I Paesi più a rischio sono quelli del sud e del sud-est asiatico, dell’Africa settentrionale, orientale e occidentale, del Sud America e dell’America centrale. A rischio intermedio sono considerati Sud Africa, Caraibi, Russia e Cina.

Mappa delle aree maggiormente a rischio per la diarrea del viaggiatore

Quali soggetti rischiano maggiormente questo disturbo?

I bambini al di sotto dei 6 anni, gli immunodepressi, le persone affette da malattie infiammatorie intestinali o diabete, coloro che assumono H2 bloccanti o antiacidi. Inoltre alcune situazioni espongono maggiormente al rischio, come il campeggio o la crociera, dove sono frequenti epidemie di gastroenteriti virali e batteriche. C’è poi anche una predisposizione genetica: i soggetti con gruppo sanguigno 0 sono più esposti alla shigellosi e alle forme gravi di colera.

Come si può prevenire?

Si suggerisce di seguire le seguenti indicazioni:

1-     evitare cibi da venditori che non garantiscono norme igieniche;

2-   consumare acqua e bibite in bottiglie sigillate all’acquisto ed evitare l’aggiunta di ghiaccio;

3-   non mangiare carni o pesci crudi o poco cotti;

4-    evitare di mangiare verdura cruda e frutta senza averla sbucciata.

5- sempre consigliata una energica lavata di mani con acqua e sapone per ridurre il rischio di infezione.

Profilassi:

Nei soggetti in buona salute la somministrazione di antibiotici in via profilattica non solo non è raccomandata, ma espone al rischio di sviluppare infezioni da Candida o diarrea da Clostridium difficile. Nel caso di soggetti con compromissione delle difese immunitarie o con altre patologie, la profilassi antibiotica va valutata con il medico curante.

Trattamento:

Solitamente il problema si risolve senza trattamenti specifici, tuttavia reidratazioni orali sono spesso utili per ripristinare i liquidi persi. Nelle forme lievi (1-2 scariche di feci diarroiche nelle 24 ore) gli esperti del BMJ consigliano di assumere loperamide.

I viaggiatori che sperimentano tre o più episodi di diarrea in un periodo di 8 ore, specialmente se associato a nausea, vomito, crampi addominali, febbre o sangue nelle feci, possono trovare beneficio da una terapia antimicrobica. Va in ogni caso consultato un medico.

Buon viaggio a chi può!

Fonti:

https://www.epicentro.iss.it/tossinfezioni/diarreahttps://doi.org/10.1136/bmj.i1937

Cannabis legale: light e terapeutica

In Italia  la vendita di Cannabis sativa  con contenuto in THC fino allo 0,2% (e tolleranza di fatto fino allo 0,6%) è legale. Lo stesso prodotto contiene però anche CBD, cannabidiolo, con altre proprietà ed effetti.

Tutto ciò è sancito dalla legge italiana numero 242, approvata nel dicembre 2016, che consente la produzione e commercializzazione della cosiddetta cannabis light. La stessa legge impedisce le importazioni di varietà non previste nel catalogo europeo, al fine di evitare incroci e ibridi, in particolare di alcune varietà provenienti dalla svizzera. Questo permette l’utilizzo della cannabis in ambito alimentare, cosmetico e tessile.

Allo stesso tempo però, non è consentito l’utilizzo personale ricreativo, garantendo così un controllo maggiore su questo prodotto tanto soggetto a dibattiti per la sua discussa pericolosità e  efficacia. La cannabis terapeutica invece, con un maggiore contenuto di THC, può essere venduta solo in farmacia rigorosamente sotto prescrizione medica. Ma parliamone e vediamo cosa si sa fino ad ora dei cannabinoidi.

I due cannabinoidi maggiormente presenti nella Cannabis sativa: CBD (cannabidiolo) con effetti positivi sulla salute umana e THC (tetraidrocannabinolo) la sostanza maggiormente psicoattiva nella pianta,

La Cannabis sativa contiene diversi composti, ma il Δ-tetrahydrocannabinol (THC) è quello con effetti psicotropi, ovvero capace di agire sulla mente. Il THC è stato identificato nel 1940, ma  è stato sintetizzato chimicamente, isolato e caratterizzato solo nel 1960. Ma la cannabis contiene oltre 60 cannabinoidi, e molti, come il cannabidiolo -CBD-, possono modulare l’effetto del THC.

I cannabinoidi sono molecole tipicamente lipofiliche, e inizialmente si pensava  che attraversassero semplicemente le membrane cellulari. Solo nel 1990 fu identificato il primo recettore per i cannabinoidi, ovvero la molecola che regola la loro azione sulle cellule.

Questi recettori, principalmente CB1 e CB2, sono coloro che vengono chiamati in causa quando nel nostro corpo entra una molecola di cannabinolo. Quindi quello che succede realmente dopo la stimolazione dipende dalla localizzazione dei recettori, i quali determinano le aree cerebrali che saranno più soggette alla somministrazione delle sostanze.

L’immagine mostra la similarità tra una molecola di Anandammide, a sx, normalmente presente nel nostro cervello, e una molecola di THC, il cannabinolo presente nella Cannabis terapeutica. E’ grazie a questa somiglianza che le due molecole possono interagire con gli stessi recettori per i cannabinoidi, costitutivamente espressi sulle nostre cellule neuronali.

Ma esistono anche endo-cannabinoidi, ovvero cannabinoidi che noi siamo in grado di autoprodurre, e che svolgono normalmente la loro funzione nel nostro corpo, legando anch’essi i recettori CB1 e CB2.  Il primo ad essere scoperto è l’anandamide, dove “ananda” significa “beatitudine interiore”, ed é la molecola presente anche nel cioccolato.

Quindi mai sottovalutare i poteri di una barretta di fondente!

La funzione principale degli  endocannabinoidi è di regolare la neurotrasmissione, essendo quindi capaci di influenzare diverse funzioni del nostro sistema nervoso. Alcune ricerche evidenziano come i cannabinoidi aumentino il rilascio di dopamina nel centro cerebrale della ricompensa.

Lo sviluppo dei neuroni, e di conseguenza la regolazione dei recettori CB1, segue delle fasi particolarmente delicate, specialmente durante l’infanzia e l’adolescenza, periodi in cui si ha un’alta plasticità sinaptica: ovvero la capacità dei neuroni di formarsi, creare connessioni e stabilizzarsi.  Per questo l’utilizzo cronico di Marijuana negli adolescenti è associato a disturbi cognitive e deficit della memoria a breve termine. D’altra parte pazienti con disturbi post-traumatici trovano nell’utilizzo di cannabis una cura abbastanza risolutiva.

E’ noto ormai che il THC produce effetti psicotropi rilevanti e chi ne fa uso puó avere esperienze di attacchi di panico, ansia e un aumento del battito cardiaco con iperventilazione. Ma d’altra parte il CBD è capace di regolare il metabolismo del THC.

Molti studi ad oggi mettono in luce l’utilità della cannabis nel trattare i sintomi grazie alla sue proprietá analgesiche e calmanti. Studi sperimentali evidenziano la sua utilità nel trattamento degli spasmi e del dolore in pazienti affetti da sclerosi multipla.

Altre indicazioni terapeutiche della cannabis riguardano il trattamento del glaucoma, grazie all’attivitá antispasmodica e analgesica, il trattamento dell’epilessia, come anticonvulsivante, e al trattamento della sindrome di Tourette, grazie alla stimolazione dell’appetito e all’effetto rilassante. 

Molto recente ed interessante è la scoperta di un ruolo neuroprotettivo del CBD, capace di stimolare la produzione di BDNF ovvero fattore neurotrofico, cioè responsabile della rigenerazione e crescita dei neuroni.

Inoltre, molte ricerche stanno cercando altre applicazioni per la cannabis, come il trattamento di malattie neurologiche, ad esempio Parkinson e Alzheimer, o la Corea di Huntinghton, associata ad una disregolazione nella presenza di recettori CB1 nel nucleo striato.

Gli ostacoli nell’accertamento degli effetti della cannabis risiedono nel trovare un modello animale adatto a studiare gli effetti psicotropi dei cannabinoidi.

C’è da sottolineare che gli ansiolitici ad oggi disponibili sul mercato, che fanno concorrenza alla cannabis sono farmaci, ovviamente, con effetti psicotropi. Le benzodiazepine per esempio, che vengono somministrate come psicofarmaci, si legano ai recettori del GABA, un neurotrasmettitore, limitandone l’azione, e non sono prive di effetti collaterali.

Mentre i farmaci per curare il dolore cronico  sono maggiormente analgesici oppioidi (detti anche narcotici), e appartengono a questa classe di farmaci la morfina, il metadone e la codeina, tutte molecole che agiscono legandosi a recettori presenti nel cervello e bloccando così la sensazione di dolore.

Quindi, sebbene la lotta alla droga illegale sia buona e giusta, è bene definire cosa è droga e cosa no. La cannabis light, o depotenziata, costituisce una via interessante per la scoperta di nuovi approcci terapeutici. Senza contare inoltre i vantaggi nella coltivazione della cannabis: ottima per il mantenimento dei terreni, e il suo utilizzo come materiale tessile e non solo.

É inoltre importante ricordate che nessun caso di morte da overdose di cannabis è stato riportato fino ad ora.

Man mano che studiamo le proprietá biologiche e farmacologiche della cannabis, diverse varietá di questa pianta potrebbero rivelarsi ottime candidate come fornitrici di nuovi farmaci contro alcune malattie.

Qualunque sia il futuro, ci sono ancora molte sfide da superare prima di poter considerare i cannabinoidi come farmaci. Ma le questioni sono due: prima di tutto non sarebbe un evento strano che un farmaco rivoluzionario venga estratto da una pianta (vedesi morfina, antidolorifico, e chinina, antimalarico); secondo, proibirla e bandirla non è di certo la soluzione migliore.

Fonti:

Carlini, E. A. (2004). The good and the bad effects of (−) trans-delta-9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC) on humans. Toxicon, 44(4), 461-467.

Baker, D., Pryce, G., Giovannoni, G., & Thompson, A. J. (2003). The therapeutic potential of cannabis. The Lancet Neurology, 2(5), 291-298.

Partner: nuovi studi sulla trasmissibilità dell’HIV

Di Carolina C.

“Undectable equals untransmittable, U =U”, ovvero non rilevabile  quindi non trasmissibile. Dopo 40 anni dal primo caso di infezione da HIV (Human Immunodeficiency Virus, agente eziologico dell’AIDS)  si è giunti a questa, apparentemente semplice, conclusione: se il ciclo replicativo del virus dell’HIV   viene bloccato questo non si moltiplica, non circola e di conseguenza non può infettare nuove cellule e nuovi soggetti.

Nel 2014 un primo studio denominato PARTNER1 aveva  già chiaramente dimostrato la tesi della “U=U” ma riguardava prevalentemente coppie eterosessuali.

Recentemente è stato invece pubblicato  sulla rivista Lancet il seguito di questo studio, PARTNER2,  in cui sono state incluse coppie omosessuali con lo scopo di ottenere una stima precisa del rischio di trasmissibilità del virus in coppie omosessuali in cui un partner è sieropositivo e l’altro sieronegativo.

In entrambi gli studi le coppie praticavano sesso non protetto ed il soggetto sieropositivo era costantemente sotto terapia ART, una terapia antiretrovirale che blocca in più punti il ciclo replicativo del virus. Questa terapia, già in uso dagli anni 90, blocca il progresso dell’infezione ma non riesce ad eliminare il virus latente.


Immagine: le diverse fasi di progressione dell’infezione di Hiv. Ad una fase acuta di infezione in cui si ha una veloce replicazione del virus, segue un periodo di infezione cronica in cui c’ una minor presenza di virus che può protrarsi per decenni, in questo caso si ha un equilibrio tra sistema immunitario e HIV. Quando il sistema immunitario è troppo compromesso si ha l’insorgere di malattie e quindi AIDS. (Foto via AIDSinfo.nih.gov)

In questo modo la carica virale, ovvero la quantità del  virus in circolo, viene abbassata drasticamente riducendo così il rischio di infezione.   
Nello studio PARTNER2, le coppie sono state seguite mediamente per due anni controllando la carica virale del soggetto sieropositivo e lo stato sierologico del soggetto negativo per HIV dal tempo 0.

La conclusione di questo studio è uguale a quella del precedente: la terapia ART, se seguita costantemente, abbassa a 0 il rischio di infezione per i soggetti sieropositivi anche in caso di sesso non protetto poiché mantiene a livelli bassissimi la carica virale dell’HIV (limite < 200 copie di RNA virale per ml in circolo), dimostrando nuovamente il concetto della U=U.

I pazienti sieronegativi che durante lo studio sono diventati positivi per l’HIV hanno riportato di aver avuto rapporti con altri soggetti, esterni alla coppia, ed il ceppo virale da cui sono stati infettati è risultato diverso da quello del compagno sieropositivo con cui si erano iscritti allo studio. Questo ultimo dato è stato ottenuto sequenziando i due geni chiave della replicazione dell’HIV “rev” e “pol”, le loro sequenze, infatti, sono specifiche per ciascun virus un po’ come le nostre impronte digitali che sono specifiche per ciascun individuo.

L’HIV sta per essere sconfitto definitivamente ma non dobbiamo sottovalutarlo poiché come tutti i virus muta. Inoltre ricordiamo che il preservativo non protegge soltanto dall’HIV;, esistono, infatti, numerose malattie sessualmente trasmissibile ugualmente pericolose che non devono essere assolutamente sottovalutate.

fonti: https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(19)30418-0/fulltext?dgcid=raven_jbs_etoc_email

Vampiri, leggenda o realtà?

di Alessia Autieri

Partiamo dal sangue

L’eme è un complesso chimico contenente un atomo di ferro in grado di legare ossigeno e fa parte di una famiglia di composti molto importanti chiamati porfirine. Costituisce la parte non proteica di proteine come l’emoglobina, la mioglobina e i citocromi.

È una delle molecole prodotte in maggiori quantità nell’organismo e per questo le patologie che riguardano la sintesi dell’eme possono essere piuttosto gravi.


Immagine della molecola di Emoglobina e della struttura del gruppo Eme

Malattie genetiche rare

Le porfirie sono un gruppo di malattie rare, per la maggior parte ereditarie, dovute a deficit dell’attività di uno degli enzimi coinvolti nella via di biosintesi dell’eme. La conseguenza è un accumulo di molecole, chiamate porfirine, o dei loro precursori; queste sostanze, come tali, non sono dannose ma sono fotosensibili. Infatti diventano fortemente tossiche a livello della cute, dove vengono a contatto con i raggi ultravioletti del sole.

Le porfirie vengono classificate in due gruppi principali: acute e non acute. Le forme acute (porfiria acuta intermittente, coproporfiria ereditaria, porfiria variegata) sono caratterizzate da coinvolgimento neurologico. Le forme non acute (protoporfiria eritropoietica, porfiria eritropoietica congenita, porfiria cutanea tarda e porfiria epatoeritropoietica) sono invece caratterizzate da sintomi esclusivamente cutanei tra cui fotofobia.

La pelle esposta al sole presenta scottature, bolle, lacerazioni, croste e cicatrici molto lente nel guarire; può esserci anche senescenza cutanea precoce o alopecia cicatriziale.

Si ha tendenza alla anemia, con emoglobina bassa e ridotto numero di globuli rossi; questo si associa a senso di stanchezza, scarsa resistenza fisica e pallore cutaneo generalizzato. I denti accumulano le porfirine, diventano rossi in trasparenza ed appaiono molto più lunghi a causa del ritiro delle gengive.

Anche a livello oculare i danni possono essere importanti: le ciglia cadono, si ha tendenza alla congiuntivite ed alla sclerite, gli occhi sono cerchiati di rosso per fragilità dei capillari. Spesso è presente splenomegalia: la milza si ingrossa perché il carico di lavoro è molto aumentato per rimuovere i globuli rossi deteriorati dall’eccesso di porfirine. Può manifestarsi anche rachitismo che rende i malati deformi. Inoltre i soggetti porfirinici non possono assumere aglio perché contiene un alcaloide metabolizzato dal citocromo P450 (enzima con un gruppo eme sintetizzato dagli epatociti) che viene così sequestrato; l’organismo reagisce producendo altro citocromo P450 e quindi maggiori quantità di eme, ma il deficit nella sua biosintesi provoca l’accumulo di porfirine e la malattia si acuisce.

Nel passato, tali sintomi hanno contribuito a creare inquietanti misteri intorno alle persone affette da porfiria, tanto più che per curare il pallore causato dall’anemia pare venisse prescritto loro di bere sangue bovino. È sostenuta da alcuni la tesi che sia stata proprio la porfiria, in un’epoca in cui di questa malattia non si sapeva nulla, ad ispirare miti e leggende sulla figura del vampiro, divenuti poi opere letterarie e cinematografiche.

La Protoporfiria eritropoietica (EPP) è la forma più grave di porfiria, le conseguenze di questa malattia possono essere così severe da portare alla morte. Fino a pochi anni fa, l’unica terapia consisteva nella protezione dal sole attraverso creme schermanti e β-carotene. Nel 2008 però è iniziata anche in Italia la sperimentazione di fase III di una molecola in grado di ridurre e, in alcuni casi, eliminare la sintomatologia cutanea della malattia.

Scenesse è il nome dell’impianto inserito nel tessuto sottocutaneo del paziente ogni due mesi, prima e durante i periodi di un’aumentata esposizione alla luce solare. Il principio attivo di Scenesse (afamelanotide) è simile a un ormone presente nell’organismo che stimola la produzione di un pigmento marrone-nero (eumelanina) nella pelle. Questo pigmento è prodotto durante l’esposizione alla luce solare per bloccare la penetrazione della luce nelle cellule; in questo modo Scenesse previene le reazioni dolorose da fotosensibilità.

Nel 2014 la Commissione europea ha rilasciato un’autorizzazione all’immissione in commercio per Scenesse, valida in tutta l’Unione europea. Poiché il numero di pazienti affetti da EPP è basso, la malattia è considerata rara e Scenesse è stato classificato come medicinale orfano (medicinale usato nelle malattie rare).

I malati che avevano preso parte alla sperimentazione sono entusiasti del farmaco: poter passeggiare sotto il sole senza ustionarsi ha innalzato notevolmente la loro qualità di vita. Attualmente però potrebbero dover tornare alle cure con integratori e creme schermanti, infatti la ditta australiana Clinuvel, titolare di Scenesse, ha deciso di quadruplicare il prezzo del farmaco: nel 2010 era venduto al SSN per 5.300 Euro, nel 2018 il prezzo arriverà ai 21.000 Euro. L’AIFA non è riuscita a raggiungere un accordo sul prezzo ed il farmaco è stato classificato in fascia di non rimborsabilità da parte del SNN; esso potrà comunque essere acquistato dalle Aziende Sanitarie delle singole Regioni.

Se siete interessati a vedere un caso reale, si segnala che l’immagine al seguente link è forte e se ne sconsiglia la visione alle persone impressionabili: https://goo.gl/DxmVtY

#noidiminerva #porfirie #vampiri #scenesse

Approfondimenti:

Porfirie: https://goo.gl/ciTzRn

Scenesse: https://goo.gl/jNJPZ7

Credits pic:
https://odobiochem.wordpress.com/2016/04/09/j-e-le-porfirine/

La musica come doping

Che musica ascolti in palestra? Qual è la tua playlist quando vai a correre? Sai quali sono gli effetti della musica sul tuo cervello e le tue prestazioni?
La musica è fatta di ritmo, armonia, tempo e contenuto che sono anche gli elementi alla base dei movimenti fisici. Quindi un legame tra questi era inevitabile e se ne occupa una nuova branca della ricerca chiamata “neuromusicologia”.

Nel 2007, l’US Track & Field, l’ente nazionale per le corse a distanza, ha vietato l’uso di cuffie e lettori audio portatili nelle sue gare ufficiali, “per garantire la sicurezza e impedire ai corridori di avere un vantaggio competitivo”. Molti corridori hanno protestato contro la regola perché sanno quanto questa sia importante per le loro prestazioni.

Ed è vero: la musica è effettivamente “un doping legale” come dice il dottor Costas Karageorghis, esperto del settore, La musica esercita un effetto energizzante ritardando l’affaticamento e aumentando la capacità di lavoro. In genere, ciò comporta livelli di resistenza, potenza, produttività o forza superiori al previsto.

La musica in effetti ha un potentissimo effetto sul nostro cervello; riesce ad accenderlo come se fosse un albero di natale.
La giusta playlist infatti è in grado di attivare molte aree cerebrali: raggiunge il lobo parietale e il cervelletto, responsabili delle nostre funzioni motorie e della coordinazione; la corteccia visiva, con effetti sulla nostra immaginazione, e allo stesso tempo il lobo limbico, deputato alla gestione delle emozioni, e il lobo temporale, dove ha sede la nostra memoria.

 Così facendo aumenta la produzione di neurotrasmettitori, primo fra tutti dopamina. La dopamina è responsabile della “motivazione”: quando proviamo un’emozione piacevole il nostro cervello invia dopamina al nucleo acumbens, il ragioniere cerebrale del meccanismo di ricompensa, che ci spinge a sua volta a provare di nuovo l’esperienza, creando una sorta di dipendenza dalla soddisfazione. Questa molecola positivamente coinvolta nelle funzioni di memoria e locomozione e nelle emozioni.

Inoltre con una musica veloce si è visto che aumentano i livelli di cortisolo, ormone dello stress, che contribuisce a mettere in circolo più zuccheri; mentre diminuiscono con una musica lenta e rilassante.
Come può quindi aiutarci la musica durante le nostre attività atletiche? Ci sono 3 modi:

1- Dissociazione. Perché la musica ci costringere a distogliere la mente dalla stanchezza e da altri pensieri che si insinuano durante la nostra performance. In particolare distoglie l’attenzione dall’affaticamento e dal dolore quando siamo impegnati in un’attività di resistenza fisica come la corsa, il ciclismo o il nuoto. Gli studiosi della Brunel University nel Regno Unito, hanno infatti dimostrato come la musica può ridurre il tasso di sforzo percepito del 12% e migliorare la resistenza del 15%.

2- Sincronizzazione. Ovvero andare a ritmo con la musica aumenta gli output della prestazione. Ad esempio la musica può darci un tempo da seguire noi lo faremo inconsciamente. Vi basti pensare alla colonna sonora della vostra corsa quando volete aumentare la velocità. D’altra parte un tempo più lento può essere favorevole ad attività che richiedono più concentrazione e controllo.

3- Motivazione. Diversi studi hanno collegato la musica con sentimenti e ricordi positivi. La musica può stimolare la motivazione interna innescando buone emozioni, aiutandoti a provare un piacere molto maggiore dall’attività stessa.
Inoltre è stato visto che il messaggio che viene veicolato con il brano ha anche una forte influenza. Se per esempio per abitudine, che può essere averlo sentito come colonna sonora di un film o in una pubblicità, associamo un testo ad un messaggio di lotta, fatica e motivazione, questo ci spingerà a dare il meglio di noi quando siamo in un momento di stress fisico.

Il consiglio degli esperti è quindi di creare una playlist in vista del prossimo allenamento assemblando un’ampia selezione di brani con i seguenti requisiti: ritmo forte ed energizzante; testi positivi che hanno associazioni con il movimento; schema ritmico ben accoppiato a schemi di movimento dell’attività atletica; associazioni con il trionfo o il superamento delle avversità (“We are the Champions” potrebbe essere un buon inizio).

di Irene Feliciotti

Fonti:
Terry, Peter & I Karageorghis, C. (2011). Music in sport and exercise. The new sport and exercise psychology companion.
Szczepan, Stefan; Kulmatycki, Leslaw. Baltic Journal of Health and Physical Activity; Gdansk Vol. 4, Fasc. 3,  (2012): 197. DOI:10.2478/v10131-012-0021-0
https://thehealthsciencesacademy.org
Costas I. Karageorghis & David-Lee Priest (2012): Music in the exercise domain:a review and synthesis (Part I), International Review of Sport and Exercise
https://www.psychologytoday.com/au/blog/why-music-moves-us/201301/music-and-exercise-what-current-research-tells-us

iPSC: Il futuro delle cellule staminali

Immaginate ogni cellula del nostro corpo come ad una potenziale cellula staminale!

Sembra fantascienza,  invece è realtà grazie agli studi di Kazutoshi Takahashi e Shinya Yamanaka, che nel 2006 hanno dimostrato che è possibile riprogrammare una cellula somatica (es. cellula epiteliale) riportandola a uno stadio di staminalità.

Queste cellule riprogrammate, grazie all’inserimento artificiale di 4 geni, furono chiamate iPSC ossia “Cellule Staminali Pluripotenti Indotte”.

Prima di tutto occorre fare un passo indietro e chiederci cosa sia una cellula staminale.

Si tratta di una cellula che ha la capacità di trasformarsi in altre cellule del corpo attraverso un meccanismo chiamato “differenziamento cellulare”.

Le cellule staminali possono essere classificate a seconda della loro capacità nel differenziarsi in altre cellule:

Totipotenti: cellule capaci di differenziarsi in tutte le cellule dell’organismo e anche nei tessuti extraembrionali (es. placenta);

Pluripotenti: cellule che possono differenziarsi in uno qualsiasi dei 3 strati germinativi di cui è composto l’embrione: ectoderma (strato più esterno), il mesoderma (strato intermedio) e l’endoderma (strato più interno).

Le cellule staminali pluripotenti non hanno la capacità di formare un organismo adulto completo o di formare tessuti extraembrionali;

Multipotenti: cellule che hanno la capacità di differenziarsi in un numero limitato di tipi cellulari;

Oligopotenti: cellule in grado di trasformarsi solo in alcuni tipo cellulari;

Unipotenti: cellule con la capacità di differenziarsi in un singolo tipo cellulare;

Nella ricerca si tende ad usare principalmente le cellule pluripotenti per il loro alto grado di differenziazione e la relativa semplicità di reperimento.

Prima dell’avvento delle iPSC, come fonte principale di questo genere di cellule si usavano le ESC (cellule staminali embrionali) ma erano accompagnate da numerose critiche etiche.

Le iPSC sono state in grado di eliminare i problemi etici delle ESC e hanno aperto nuove frontiere nella ricerca.

La terapia cellulare e un’opzione molto valida per la cura di diversi danni e patologie. Le iPSC hanno permesso un grosso passo avanti in tale direzione.

Esse infatti possiedono molte delle caratteristiche delle staminali embrionali e non vanno incontro a problemi di rigetto in un possibile trapianto, dal momento che si usano le stesse cellule del paziente.

Alcuni ricercatori sono riusciti a portare a uno stadio di normalità topi affetti da anemia falciforme grazie al trapianto di cellule ematopoietiche derivate da iPSC.

Purtroppo non tutto è perfetto, alcuni studi hanno dimostrato che le iPSC e le ESC non sono uguali al 100%, e si sta cercando di capire come queste differenze possano influire sulla medicina e sulla ricerca

Attualmente l’utilizzo delle iPSC nella terapia cellulare è limitato da problemi tecnici e conoscenze ancora ridotte

Tutto ciò dimostra come ancora poco sappiamo sul mondo che ci circonda e soprattutto sul funzionamento del nostro stesso corpo, ed è per questo che migliaia di ricercatori lavorano, per trovare delle risposte.

di Alessandro B.

Fonti:

“Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors” , Takahashi K , Yamanaka s. – https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16904174

“Cellule iPS e riprogrammazione: trasformare ogni cellula del corpo in una cellula staminale” – https://www.eurostemcell.org/it/cellule-ips-e-riprogrammazione-trasformare-ogni-cellula-del-corpo-una-cellula-staminale

“Cellula Staminale” – https://it.wikipedia.org/wiki/Cellula_staminale#Classificazione_in_base_all’origine

“La rigenerazione tramite cellule iPS” – http://www.irmi.eu/wordpress/medicina-rigenerativa/la-rigenerazione-tramite-cellule-ips/

Le Regole della Scienza e il Gioco dei Vaccini

I vaccini non sono sicuri al 100%, lo dice la scienza.

Lo dice serenamente perché, per fortuna, nessuno scienziato oserebbe dire che qualcosa è sicuro al 100%. Grazie al progresso scientifico però possiamo essere ambiziosi e puntare al massimo della sicurezza e dell’efficacia. Purtroppo però quando dici che un vaccino è sicuro al 98%, sembra che quel 2% di resto sia la cosa più spaventosa del mondo.

È importante fare chiarezza; remare contro lo sviluppo tecnologico non può fare bene a nessuna società. Sembra un discorso chiaro e semplice, ma a quanto pare non è così condiviso. Negli ultimi anni sono diffuse tante notizie sui vaccini e si è cominciato a parlare di contaminanti, di vaccini influenzali, di epidemie… tanta confusione che ha portato una generale sfiducia verso questo superpotere che abbiamo contro le malattie, dagli anni di Edward Jenner che scoprì il vaccino contro il vaiolo, 1796.

A far cresce questa sfiducia recentemente ci ha pensato l’associazione CORVELVA – Coordinamento Regionale Veneto per la Libertà delle Vaccinazioni fondata nel 1993.

L’intento era proprio dimostrare l’inefficacia del vaccino polivalente Infanrix, indicato per la vaccinazione primaria e di richiamo di neonati e bambini contro difterite, tetano, pertosse, epatite B, poliomielite e malattia causata da Haemophilus influenzae tipo b.

Purtroppo però se vuoi giocare con la Scienza, devi rispettare le regole del gioco. Ci sono dei protocolli da seguire, dei reagenti da usare e dei metodi approvati per ottenere i risultati. Non si può semplicemente fare un po’ il prestigiatore e trarre conclusioni che, guarda un po’, sono esattamente quelle sperate.

Intanto spieghiamo brevemente il principio alla base dei vaccini. Ogni vaccino porta un componente detto antigene: una proteina che viene riconosciuta dal sistema immunitario e quindi scatenala reazione immunitaria. Per fare il vaccino, questa proteina viene scaricata della sua azione tossica e viene perfezionata per attivare i nostri linfociti.

In questo studio viene scritto che non sono state rilevate tracce dell’antigene, quindi il vaccino è inutile. Se si va a vedere bene però, con occhi tecnici, si capisce che per fare l’esperimento è stato usato un reagente, la tripsina, che denatura e rompe tutti i legami che tengono insieme le proteine. In poche parole, anche se l’antigene ci fosse stato, sarebbe stato distrutto.  Andando a leggere più a fondo viene e scritto che utilizzando un saggio colorimetrico chiamato Bradford, si capisce che ci sono proteine, probabilmente questo antigene, nel campione. Ma lo studio questo risultato non lo mette in evidenza.

Il secondo punto, e qui uno studente di biochimica si strapperebbe i capelli, è la rilevazione di contaminanti. Infatti lo studio rivela che sono stati rilevati 65 contaminanti nel vaccino. Per farlo hanno usato una tecnica chiamata SANIST che non rivela assolutamente quali siano questi composti. Quello che possono dire è che sono stati rilevati 65 spettri di massa ma non hanno idea di cosa siano. E se fossero proprio pezzi degli antigeni? Loro non ce lo dicono! Ma perché non possono, avrebbero dovuto fare molte indagini identificative in più che, giustamente, si sono risparmiati.

Altro grande problema dello studio contro i vaccini: mancano i controlli!  Ora, chiunque abbia fatto una minima esperienza in laboratorio ad un certo punto si è trovato a fissare degli splendidi risultati, urlare “Eureka”, poi fissare un punto a caso, realizzare di non aver messo dei controlli nell’esperimento, cadere in depressione e pensare seriamente di cambiare mestiere!  I controlli sono quelli che ti permettono di validare un esperimento, di dire che non sei stato te a manomettere la procedura e di affermare che nessuno dei tuoi strumenti o reagenti sia stato contaminato.

In conclusione questo esperimento fa acqua da tutte le parti. La cosa allucinante è che è arrivato alla stampa senza subire un processo di controllo o di peer-review, come se non fosse stato prima approvato dalla comunità scientifica.

Lo scopo di questo studio è stato quello di dimostrare che i vaccini sono vuoti di principio attivo, sono quindi quasi vaccini omeopatici, e che invece contengono sostanze inquinanti. Ma a che pro? Perché svalutare così tanto l’utilizzo dei vaccini? Sono stati un’innovazione rivoluzionaria che ci ha permesso di non morire più a 5 anni di poliomielite o a 16 di tifo. Non dovrebbe la comunità scientifica investire soldi nel sostenere la ricerca vaccinale? Se abolissimo i vaccini, quale sarebbe l’alternativa? Perché si è smesso di puntare al progresso?  

di Irene F.

Fonti:

https://www.nature.com/articles/d41586-018-07464-0

Immagine di https://www.instagram.com/p/BrnNRpBAgcl/

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