Il diabete di tipo 1 è stato risolto utilizzando le cellule staminali
Scienziati che collaborano con diverse istituzioni in Cina hanno trapiantato con successo cellule produttrici di insulina nell’addome di un paziente affetto da diabete di tipo 1. Il paziente, che convive con queste nuove cellule da un anno, non ha più bisogno di iniezioni di insulina per digerire lo zucchero. Le cellule staminali dei pazienti sono state estratte e riprogrammate per produrre insulina prima di essere impiantate nel corpo: una tecnica che gli autori sperano possa mitigare i rischi che il sistema immunitario dei pazienti rigetti queste nuove cellule. Tuttavia, al paziente vengono prescritti farmaci immunosoppressori per una condizione separata, quindi il rischio di rigetto di questo trapianto non può ancora essere valutato adeguatamente.
L’insulina è un ormone che viene tipicamente prodotto nelle cellule delle isole del pancreas, da cui viene rilasciato dopo un pasto. L’insulina agisce su molte cellule del corpo per farle assorbire lo zucchero appena digerito. Questo è importante sia per nutrire le cellule che per mantenere la corretta concentrazione di zucchero nel sangue, che influisce sulla pressione sanguigna e sulla funzione cerebrale. Nel diabete di tipo 1, il sistema immunitario dei pazienti attacca e uccide queste cellule insulari, con conseguente mancanza di insulina e un alto rischio di eccesso di zucchero nel sangue. Ciò a sua volta può portare a una serie di sintomi come danni ai nervi e chetoacidosi diabetica, che possono portare al coma.
Sebbene siano fondamentali ulteriori studi clinici e un monitoraggio più esteso di questo paziente prima che questa tecnica venga applicata su larga scala, la possibilità di un trattamento a lungo termine per il diabete è straordinaria. Oltre 400.000 persone solo nel Regno Unito soffrono di diabete di tipo 1 e i trattamenti attuali sono insoddisfacenti. Le iniezioni di insulina sono costose e scomode e le iniezioni di cellule insulari del donatore, sebbene possibili, sono ostacolate dalla mancanza di donatori e dal rischio che il sistema immunitario del corpo rigetti il tessuto. Se questa paziente continua a comportarsi bene, potrebbe essere la prima tra milioni di persone in tutto il mondo a riprendere il controllo fisico del suo livello di zucchero nel sangue.
“Se questa paziente continua a comportarsi bene, potrebbe essere la prima tra milioni di persone in tutto il mondo a riprendere il controllo fisico del suo livello di zucchero nel sangue.”
Un nuovo software migliora la comprensione del rapido adattamento genetico nei batteri
Un gruppo di ricerca americano ha pubblicato un’ampia ricerca sull’inversione della sequenza del DNA, un meccanismo attraverso il quale i batteri modificano rapidamente la loro genetica. Questa pubblicazione è accompagnata da uno strumento software, PhaVa, che migliorerà la capacità degli scienziati di identificare le posizioni nel genoma in cui le sequenze sono state invertite sfruttando le più moderne tecnologie di sequenziamento a lettura lunga. Sebbene il software in sé sia molto interessante in quanto consentirà ad altri di intraprendere molte più strade di ricerca, il gruppo ha dimostrato la potenza di PhaVa analizzando in profondità come l’inversione della sequenza del DNA in uno specifico batterio faciliti la sua capacità di crescere sia all’interno che all’esterno del batterio. intestino umano: un fattore importante per la salute e l’evoluzione umana.
L’inversione della sequenza del DNA si verifica quando proteine chiamate invertasi uniscono, capovolgono e ricombinano selettivamente una regione di una sequenza di DNA. Nelle sequenze di DNA che contengono le istruzioni per le proteine, ciò modifica la struttura della proteina generata. Gli autori si sono concentrati su un esempio in cui l’inversione della sequenza del DNA introduce un codone di stop prematuro nel gene. Di conseguenza, la proteina prodotta è molto più corta e perde la sua funzione di produrre vitamina B1. Gli autori hanno scoperto che i ceppi del batterio “bloccati” nella sequenza diretta non modificavano i loro tassi di crescita in risposta a una variazione della concentrazione di vitamina B1 nell’ambiente. Tuttavia, i ceppi “bloccati” per esprimere la sequenza invertita sono cresciuti meglio delle loro controparti non invertite nei media che imitavano i livelli di vitamina B1 nell’intestino umano.
Ciò suggerisce che l’inversione della sequenza del DNA può svolgere un ruolo importante nel consentire ai microbi di colonizzare l’intestino umano. Tuttavia, a differenza delle mutazioni con perdita di funzione casuale meglio studiate, l’inversione della sequenza del DNA è reversibile e può avvenire più facilmente. Ciò significa che consente un adattamento più rapido rispetto alle mutazioni casuali. Tuttavia, in questo studio non è stato possibile accertare se e come le concentrazioni di vitamina B1 controllano gli enzimi invertasi che guidano l’inversione della sequenza del DNA. Sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere appieno sia questo esempio che le applicazioni più ampie dell’inversione della sequenza del DNA in generale.
Il primo connettomo fly completo
Dopo più di quattro anni di impegno da parte di 76 laboratori, 287 ricercatori e molti altri volontari in tutto il mondo, tra cui l’Università di Cambridge e il Laboratorio di Biologia Molecolare MRC di Cambridge, è stato completato uno schema elettrico completo e annotato del cervello di una mosca. Questo risultato monumentale nell’imaging biologico, nell’informatica basata sull’intelligenza artificiale e nel puro sforzo umano aprirà strade per comprendere esattamente come l’attività elettrica nel cervello porta al comportamento animale.
“Gli scienziati sono rimasti sorpresi anche dalla totale interconnettività del cervello, con i neuroni precedentemente attribuiti alla funzione visiva che ricevono anche input dal tatto e dall’udito”
Tra gli straordinari risultati di questo progetto, 4.581 degli 8.453 tipi di neuroni identificati sono stati scoperti di recente durante questa ricerca, ciascuno di questi offrendo molte più domande a cui la scienza deve rispondere. Gli scienziati sono rimasti sorpresi anche dalla totale interconnettività del cervello, con i neuroni precedentemente attribuiti alla funzione visiva che ricevono input anche dal tatto e dall’udito, tra gli altri esempi. In totale, il diagramma comprende 54,5 milioni di sinapsi (connessioni tra neuroni).
Una simulazione già eseguita su questo modello prevedeva l’attivazione di neuroni simulati che sono già associati a gusti piacevoli o spiacevoli. Ciò portava a una cascata di segnali alla proboscide, l’equivalente della mosca della lingua. I segnali neurali risultanti corrispondevano in modo affidabile al dispiegamento della proboscide in risposta a gusti piacevoli e all’inibizione di questo percorso dato un gusto sgradevole. Confrontando questa simulazione con test comportamentali su mosche reali, i ricercatori hanno riportato un’accuratezza del 90% nella previsione del comportamento delle mosche sulla base di questo modello. Altre simulazioni sui percorsi pedonali hanno ulteriormente validato il modello.
Le restanti limitazioni del modello includono che simula solo la comunicazione chimica tra le cellule, ignorando le connessioni elettriche intercellulari più dirette. Inoltre, l’intero modello si basa su un solo cervello: anche tra i moscerini della frutta sono previste discrepanze individuali, e sarà sicuramente interessante notare le differenze basate sul sesso: questo connettoma appartiene al cervello femminile, quindi non può essere utilizzato per studiare il cervello maschile. comportamenti specifici delle mosche come il canto.
