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genetica
L’orologio del sistema circadiano produce ritmi quotidiani in fisiologia, metabolismo e comportamento nei mammiferi.
I meccanismi molecolari di questo sistema sono costituiti da più geni orologi, tra i quali il gene CLOCK come elemento centrale, svolge un ruolo importante in una vasta gamma di comportamenti.
Le alterazioni nel gene CLOCK possono essere associate a comuni disturbi psichiatrici così come ad altri disturbi. Studi molecolari e genetici che valutano il ruolo del gene CLOCK in molte condizioni psichiatriche, vale a dire il disturbo dello spettro autistico, la schizofrenia, il deficit di attenzione / iperattività, il disturbo maggiore depressivo, il disturbo bipolare, il disturbo d’ansia e il disturbo da uso di sostanze stupefacenti, confermano gli effetti del gene CLOCK nel comportamento relativo a queste condizioni psichiatriche con una buona plausibilità biologica e promettenti risultati.
Gli scienziati sono d’accordo con i risultati anche se talora controversi.
La letteratura suggerisce che il gene CLOCK eserciti un’influenza importante su queste condizioni e influenza la suscettibilità ai disturbi psichiatrici.

Schuch JB, Genro JP, Bastos CR, Ghisleni G, Tovo-Rodrigues L. orologio
Am J Med Genet B Neuropsychiatr Genet. 2017 Sep 13. doi: 10.1002/ajmg.b.32599. [Epub ahead of print] Review.
PMID: 28902457

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genetica
Esistono numerose prove epidemiologiche che suggeriscono che l’esercizio può proteggere dal rischio di cancro al seno e contribuire anche a ridurre la probabilità che il cancro al seno si ripeta nei pazienti trattati.
Quello che gli scienziati ancora non capiscono è come l’esercizio fisico aiuti a ridurre il rischio di recidiva del cancro al seno, sono state fatte così delle ricerche preliminari sui meccanismi che potrebbero sostenere questi effetti benefici. Una recente ricerca fatta in Danimarca parla di elevati livelli di epinefrina nel sangue dei pazienti affetti da tumore al seno dopo una sola sessione di esercizio fisico. Sembra che questo sia sufficiente per bloccare la crescita delle cellule tumorali del seno in una ricerca fatta in vitro. “Sono sorpresa da quanto sia forte l’effetto dell’esercizio fisico e dell’epinefrina sulla formazione di tumori e metastasi”, ha commentato Pernille Hojman, Ph.D., che ha condotto gli studi presso il Centro di Infiammazione e Metabolismo dell’Università di Copenaghen e il Centro per la Ricerca sull’Attività Fisica. Il team della dottoressa Hojman riferisce i suoi risultati nella rivista Cancer Research, in un articolo intitolato “Exercise-induced Catecholamines Activate the Hippo Tumor Suppressor Pathway to Reduce Risks of Breast Cancer Development.”. Precedenti lavori dell’équipe della d.ssa Hojman hanno indicato come i benefici dell’esercizio fisico possono essere più incisivi e le variazioni dei fattori circolanti dopo una sola sessione di esercizio possono ridurre la vitalità delle cellule tumorali del seno fino al 10 %. Basandosi su questo lavoro, i ricercatori hanno ora guardato più da vicino i fattori nel post-esercizio che potrebbero influenzare la sopravvivenza delle cellule tumorali del seno. Data l’importanza dell’epinefrina nello studio precedente, “abbiamo continuato a valutare se l’epinefrina ha anche un effetto diretto sulla crescita tumorale e sulla metastasi”, ha osservato la dottoressa Hojman. Il gruppo ha incubato delle cellule di cancro al seno da linee di cellule tumorali raccolte da pazienti affetti da cancro al seno e da donne sane, sia prima che dopo che i soggetti avessero intrapreso una sessione di 2 ore di esercizio fisico moderato e intenso. I risultati indicano che l’effetto dell’esercizio fisico e dell’epinefrina è molto più forte sul processo metastatico che sul controllo diretto della crescita del tumore. Lo studio della d.ssa Hojman è il primo a dimostrare che i cambiamenti sistemici che si verificano durante l’esercizio fisico possono ridurre la vitalità delle cellule tumorali del seno e diminuire la crescita del tumore. In Danimarca tutte le pazienti affetti da tumore al seno che hanno completato la terapia primaria hanno diritto a 3 mesi di riabilitazione attiva con supervisione.
“Nell’ambito della ricerca, stiamo lavorando con interventi di esercizio anche nella fase preoperatoria e, in autunno, avvieremo uno studio di intervento controllato randomizzato in pazienti con tumore superiore al GI durante le loro 12 settimane di chemioterapia neoadiuvante” assicura la D.ssa Hojman.
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genetica
Uno studio dell’Università di Cambridge ha dimostrato che una maggiore forza muscolare riduce il rischio di frattura, sostenendo l’uso di ginnastica formativa come strategia per ridurre il rischio di fratture. Questo lavoro mette in evidenza l’importanza della forza muscolare nella prevenzione delle fratture e delle complicazioni che possono spesso seguire una caduta “, ha affermato il professor Nick Wareham, dell’Università di Cambridge School of Clinical Medicine. Il professor Wareham e i suoi colleghi hanno utilizzato dati sulla forza di presa delle mani su 142.035 partecipanti allo studio UK Biobank, combinato con 53.145 ulteriori persone provenienti da Regno Unito, Paesi Bassi, Danimarca e Australia. “Il gran numero di individui che partecipano a UK Biobank fornisce una risorsa potente per identificare geni coinvolti in tratti complessi come la forza muscolare e ci aiuta a capire la biologia sottostante e la relativa rilevanza per la salute”, ha detto il primo autore Dan Wright, uno studente di dottorato presso l’Unità di Epidemiologia del Consiglio di Ricerca Medica presso l’Università di Cambridge. I ricercatori hanno identificato 16 varianti significative del genoma associate alla resistenza della presa. Molti dei geni evidenziati sono noti per svolgere un ruolo in processi biologici molto rilevanti per la funzione muscolare, inclusa la struttura e la funzione delle fibre muscolari (ACTG1) e la comunicazione del sistema nervoso con le cellule muscolari (SYT1). La variazione genetica nei geni che causano gravi malattie muscolari può influenzare anche le differenze di resistenza nella popolazione in generale.
“Mentre già si sospettava un ruolo della genetica nella variazione della forza muscolare, questi risultati forniscono le prime prove che alcune delle varianti genetiche specifiche sostengono la variazione della forza”, ha affermato il dottor Robert Scott Unità di Epidemiologia della Ricerca Medica presso l’Università di Cambridge. “Questi potrebbero essere passi importanti verso l’individuazione di nuovi trattamenti per prevenire o trattare la debolezza muscolare”. Utilizzando le 16 varianti genetiche identificate, gli autori sono stati in grado di indagare sul legame ipotizzato tra forza e alcune malattie muscolari.
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genetica
Nel nostro corpo abitano miliardi di microorganismi che hanno un peso notevole sul nostro metabolismo e sulla nostra salute (pesano, non solo metaforicamente, 1,5 kg.) e lavorano per noi dalla nascita, regolando l’assorbimento delle sostanze nutritive e migliorando le difese immunitarie. Ognuno convive con uno specifico microbioma personale tant’è che oggi si parla di enterotipo e il microbioma viene considerato un organo a sé in grado di difenderci da attacchi esterni e di evitare steatosi, allergie e prevenire alcuni tumori e malattie autoimmuni. Il genoma di questi batteri è cinque volte quello umano ed è stato completamente sequenziato permettendo agli scienziati di conoscere il linguaggio che essi usano per comunicare con le cellule del nostro corpo. “ Se ascolti attentamente i batteri intestinali impari a parlare la stessa lingua e hai la possibilità di partecipare al colloquio microbioma – cellula umana, aggiungendo delle frasi nel corpo di quei batteri che non avessero capito bene, dirigendo la conversazione a una conclusione utile per l’ospite”. Il dr. Sean Brady PhD direttore del Laboratorio di Molecole Geneticamente Codificate dell’Università di Rockefeller e i suoi colleghi, tra cui il Dr. Louis Cohen, Ph.D., hanno scoperto che i batteri intestinali e le cellule umane non possono parlare lo stesso dialetto, ma possono capirsi l’un l’altro. Basandosi su questa osservazione, gli scienziati hanno sviluppato un metodo per ingegnerizzare geneticamente i batteri per produrre molecole che hanno il potenziale per trattare determinati disturbi migliorando il metabolismo umano. I dettagli di questo lavoro sono apparsi il 30 agosto 2017 nella rivista Nature, in un articolo dal titolo “Commensal Bacteria Make GPCR Ligands That Mimic Human Signalling Molecules.”che descrive le novità riscontrate nei batteri e nel sistema di segnalazione dell’ospite e spiega come queste scoperte aiuteranno a progettare la flora batterica intestinale per avere effetti terapeutici benefici sulle malattie. Nel suo lavoro, la squadra guidata da Cohen e Brady, ha progettato batteri dell’intestino per produrre N- acil- amide che si lega con un recettore umano specifico, GPR 119, noto per essere coinvolto nella regolazione del glucosio e dell’appetito ed è stato precedentemente un obiettivo terapeutico per il trattamento del diabete e dell’obesità. “Questo è un primo passo per espandere e definire sistematicamente i sistemi che vengono utilizzati dai batteri del nostro intestino per interagire con noi” si augura il Dr.Brady. Disegnato da Freepik
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genetica
I tests genetici prenatali non invasivi sono ormai una realtà diffusa. Amniocentesi e villocentesi sono stati, per anni, gli strumenti predittivi di anomalie fetali non esenti da rischi e con margini di errore bassi e hanno lanciato la sfida per la ricerca di un metodo sicuro e non invasivo. La presenza di cellule fetali nel sangue materno è nota dal 1969 e, da allora, l’isolamento di queste cellule è stato il “ Santo Graal” della ricerca con tentativi e fallimenti fino al 2016 con la pubblicazione di lavori che dimostravano un moderato successo impensabile fino a quel momento. La scoperta del DNA fetale (cfDNA-cell free DNA) ha permesso uno screening su larga scala nel calcolare il rischio dei più comuni difetti genetici come la sindrome di Down ( trisomia 21), di Patau (trisomia 13), di Edwards ( trisomia 18 ) e viene usato in più di 90 paesi e milioni di tests vengono effettuati ogni anno come dichiara il dr. Dennis Lo dell’Università Cinese di Hong Kong. Il dr. Abou Tayoun dell’Università della Pennsylvania con la sua èquipe, sta lavorando ad un fattore chiave per arricchire il DNA fetale dalla circolazione materna in modo da evidenziare anche le mutazioni più difficili da trovare e che richiedono sofisticate tecniche bioinformatiche. I migliori ricercatori che si dedicano al cfDNA sono concordi nel vedere in futuro le diagnosi prenatali basate sulle cellule fetali, sostituire completamente i metodi invasivi. E’ di questi giorni la notizia che in Islanda, su una popolazione di 330.000 abitanti, i casi di sindrome di Down sono stati 2 grazie alle diagnosi prenatali.
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Un microchip grande come un unghia, impiantato sotto pelle, può riprogrammare le cellule danneggiate aprendo delle piccole porte nella membrana cellulare e inviando elementi genetici in grado di trasformare, in pochi secondi, la cellula in qualunque altra cellula del corpo. Nel laboratorio del Centro di Medicina Rigenerativa e Terapia Cellulare dell’Università di Stato dell’Ohio sono stati rigenerati completamente vasi sanguigni e neuroni in grado di riparare gambe e pelle danneggiati con il Nanotrasferimento Tissutale non invasivo ( TNT ),una tecnica che apre dei micro canali nella parete cellulare con nano cariche elettriche selettive e invia materiale genetico per ricostruire una cellula nuova. “ Tutto quello che serve è il microchip, i fattori di riprogrammazione cellulare e una sorgente elettrica” spiega il dr. Sen, responsabile della ricerca “ E’ sufficiente toccare la pelle con il microchip per trasformare le cellule della pelle in tessuti nuovi da impiantare su quelli danneggiati. Abbiamo prodotto, in questo modo, centinaia di migliaia di neuroni dalla pelle di un topo e in 3-4 settimane erano pronte per essere usate nel cervello”. Pubblicate il 7 agosto 2017 su Nature Nanotechnology, le ricerche dell’équipe del dr. Sen dimostrano la possibilità di riprodurre vasi sanguigni, neuroni funzionanti e cellule produttrici di insulina dalle cellule cutanee trasformando la pelle in una “fattoria biologica” per la coltivazione di ogni tipo di cellula del corpo con TNT, l’innovativa tecnica di iniezione di materiale genetico attraverso dei nanopori della membrana cellulare. Il dr. Sen e il dr. Lee assicurano che sarà possibile spedire “siluri” di microRNA che potranno interferire con le cellule cancerose, uccidendole e che le applicazioni di questa tecnica saranno infinite.
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La polvere in casa può essere in parte responsabile dell’obesità. L’articolo comparso su Environmental Science & Technology“ e intitolato “ Characterization of Adipogenic Activity of House Dust Extracts and Semi-Volatile Indoor Contaminants in 3T3-L1 Cells.” spiega come piccole quantità di polvere che si depositano sui nostri mobili contengano delle sostanze attive sul nostro sistema endocrino in grado di provocare accumulo di grasso. Tra i fattori di rischio per l’obesità potrebbe essere necessario includere il test del guanto di gomma : se passando una mano con un guanto di gomma sulla superficie di un mobile di casa , si nota una piccola quantità di polvere, bisognerebbe preoccuparsi non solo della pulizia ma anche della possibilità di entrare in contatto con contaminanti presenti nella polvere che possono interferire con gli ormoni del tuo metabolismo come ftalati, sostanze ignifughe e bisfenoli-A. Queste sostanze sono presenti nei beni di consumo e possono agire come “obesogeni” come dimostrato da studi di laboratorio. Gli scienziati della Duke University del Nord Carolina hanno valutato l’attività adipogenica della polvere di casa in campioni di adipociti di animali, dimostrando l’accumulo di trigliceridi indotto da livelli significanti di dibutil ftalato ( plastificante ), piraclostrobina (pesticida), butil fenil difenil fosfato (sostanza ignifuga ) e isopropil triaril fosfato. I bambini sono esposti a 50mg. di polveri casalinghe al giorno che possono essere respirate o ingerite o assorbite dalla pelle e causare gravi disturbi del metabolismo. I futuri provvedimenti per questo problema, sono emersi da un congresso tenutosi presso l’Università di Parma con un documento “ Parma Consensus Statement “ che propone di studiare le modificazioni metaboliche non spiegabili con i classici meccanismi genetici anche se l’attenzione si è focalizzata su cambiamenti nell’espressione di alcuni geni e influenze epigenomiche dei fattori ambientali anche durante la vita fetale in relazione con disturbi metabolici successivi.
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Sfortunatamente estate e zanzare vanno a braccetto. Mentre molti di noi, seduti comodamente con l’aria condizionata e minimamente preoccupati di queste fastidiose bestioline, buona parte del resto del mondo difficilmente controlla questi insetti e le malattie da loro trasmesse come Malaria, Dengue e Zika. Nel caso della Malaria, responsabile della morte di milioni di persone all’anno, la zanzara portatrice è diventata resistente agli insetticidi tradizionali rendendo vani gli sforzi nel combattere questa malattia. Uno studio fatto dall’Università del Maryland (UMD) in collaborazione con scienziati del Burkina Faso, Cina e Australia, dimostra che un fungo, già in grado di uccidere le zanzare, geneticamente programmato per produrre tossina di ragno e di scorpione, è in grado di controllare zanzare anofele portatrici di Malaria. Il fungo agisce in modo specifico sulle zanzare e non è dannoso per l’uomo. Inoltre, il nuovo studio prova che anche le api da miele ed altri insetti sono esenti da questo fungo. Il Metarhizium pingshaensei, il fungo protagonista di questo studio, è un killer naturale di zanzare. Le sue spore sono state trovate nella zanzare portatrici di Malaria: quando il fungo entra in contatto con l’esoscheletro della zanzara, si riproduce e penetra nella zanzara, uccidendola però in molto tempo e a dosi elevate di spore. Gli scienziati hanno potenziato la “polvere mortale” aggiungendo dei geni produttori di neurotossina del ragno e dello scorpione, uccidendo così le zanzare in modo più efficiente e rapido senza alterare il fungo. Hanno inoltre aggiunto un “interruttore” genetico che rende il veleno attivo solo a contatto con il sangue della zanzara impedendo il rilascio della tossina nell’ambiente. L’Organizzazione Mondiale della Sanità vede nella resistenza delle zanzare ai comuni insetticidi, una delle sfide maggiori per il controllo di malattie come Malaria,Dengue, Febbre Gialla, Encefalopatie virali e Filaria, così testimonia Raymond St. Leger, Ph.D. entomologo e professore all’Università del Maryland, la tossina dello scorpione e del ragno blocca i canali del calcio e del potassio impedendo la trasmissione nervosa e la creazione di una resistenza”. Genetica – Zanzara 1-0
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Cellule del cervello riprogrammate e trasformate nei neuroni che muoiono nel morbo di Parkinson. E’ forse questa la nuova strada per combattere una delle malattie neurodegenerative più diffuse. Il metodo, sperimentato su cellule e su topi, è stato descritto sulla rivista Nature Biotechnology ed è stato messo a punto dalla ricerca internazionale coordinata dall’Istituto Karolinska di Stoccolma.

Questa malattia è nota dal 1817, ma nonostante gli sforzi, ancora non è stata trovata una cura e le terapie disponibili oggi sono purtroppo solo cure palliative. Per risolvere questo problema  da decenni diversi gruppi di ricerca in tutto il mondo cercano di sviluppare una tecnica di trapianto per combattere il morbo di Parkinson, in modo dar rimpiazzare le cellule che producono la dopamina, il neurotrasmettitore che controlla i movimenti, e che vengono progressivamente distrutte dall’avanzare della malattia. La patologia è infatti dovuta alla morte di un particolare sottotipo di neuroni: i neuroni dopaminergici. La scomparsa di queste cellule comporta la perdita del controllo dei movimenti e, in un secondo momento, anche di molte funzioni cognitive. Il gruppo di studiosi, coordinato da Ernest Arenas, propongono una via alternativa a quella del trapianto e che consiste nell’indurre, direttamente nel cervello, alcune cellule nervose a cambiare identità, trasformandosi in neuroni dopaminergici.

Il primo passo è stato quindi cercare i geni che permettono ai neuroni  che producono dopamina di svilupparsi e maturare. I ricercatori ne hanno individuati quattro che, introdotti nelle cellule che costituiscono l’impalcatura del sistema nervoso, chiamate astrociti, le hanno spinte a trasformarsi in neuroni dopaminergici. Ci vorrà comunque del tempo per effettuare una sperimentazione sull’uomo, anche se i primi dati in vitro sono molto incoraggianti.
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genetica
Anche geni molto grandi possono essere “impacchettati” ed introdotti ricorrendo a vettori di capienza maggiore rispetto ai cosiddetti “virus-navicella” finora utilizzati. Utilizzando infatti un nuovo vettore virale (AAV5) come una sorta di camion per grossi carichi si è riusciti a trasferire sequenze di DNA di lunghezza doppia rispetto al passato. È la scoperta effettuata all’Istituto Telethon di Genetica e Medicina (Tigem) di Napoli.

Fino ad oggi la terapia genica, tecnica in grado di sostituire un gene malato, era infatti considerata possibile solo per un numero ridotto di malattie. Il limite era rappresentato appunto dalla “capacità di carico” del vettore utilizzato per reintrodurre il gene sano nell’organismo. La nuova tecnica è stata sperimentata su modelli animali affetti dalla malattia di Stargardt, la degenerazione maculare ereditaria più frequente, causata appunto da mutazioni in un gene di grandi dimensioni (ABCA4). Il nuovo vettore ad ampia capacità (AAV5), contenente il gene sano, è stato iniettato in una delle due retine del modello animale, mentre l’altra è stata usata come controllo.

Dopo un periodo di osservazione di 7 mesi e con una sola somministrazione si è riscontrata la parziale o completa remissione della malattia. Questo risultato spiana la strada alla possibilità di applicare la terapia genica anche per altre patologie finora non trattabili.
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