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Importanti innovazioni con lo strumento MUSE associato a telescopi terrestri

Nuovo strumento innovativo, chiamato MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), installato con successo sul telescopio VLT (Very Large Telescope) dell‘ESO all’Osservatorio del Paranal nel Cile settentrionale.                                                                                                                                                                   MUSE ha osservato galassie lontane, stelle brillanti e altri oggetti di prova durante il primo periodo di osservazioni di grande successo. Dopo collaudo e accettazione preliminare in Europa nel settembre 2013, MUSE è stato spedito all’Osservatorio del Paranal dell’ESO in Cile. Rimontato al campo base prima di essere trasportato con cautela alla sua nuova sede al VLT, dove è ora installato sull’UT 4. MUSE è uno strumento della seconda generazione per il VLT (i primi due sono stati X-shooter e KMOS, mentre l’ultimo, SPHERE, verrà installato tra breve).Il ricercatore ha detto: “C’è voluto tanto lavoro di molte persone e per molti anni, ma ce l’abbiamo fatta! Questa raccolta di ottica, meccanica ed elettronica da sette tonnellate, è diventata una fantastica macchina del tempo per sondare l’Universo primordiale. Siamo molto orgogliosi del risultato – MUSE rimarrà uno strumento unico nel suo genere per molti anni a venire.”   “Una musa serve per l’ispirazione. E davvero MUSE ci ha ispirato per molti anni e così continuerà a fare, -dice Bacon in un post- non c’è dubbio che molti astronomi da tutto il mondo saranno incantati da MUSE“.

Il Muse installato al VLT di Paranal_Cile_

Il Muse installato al VLT di Paranal_Cile_

Gli scopi scientifici di MUSE vanno dall’indagine delle prime epoche di vita dell’Universo per studiare i meccanismi della formazione delle galassie, all’analisi del moto della materia nelle galassie vicine e delle loro proprietà chimiche. Avrà molti altri impieghi, dallo studio dei pianeti e satelliti nel Sistema Solare alle proprietà delle regioni di formazione stellare nella Via Lattea fino all’Universo più distante. Mezzo di indagine potente e unico nel suo genere, MUSE utilizza 24 spettrografi per separare la luce nei suoi colori componenti per creare sia immagini che spettri di regioni scelte del cielo. Produce visioni 3D dell’Universo con uno spettro per ogni pixel come terza dimensione . Durante le successive analisi gli astronomi possono muoversi tra i dati e studiare diversi punti di vista dell’oggetto a diverse lunghezze d’onda, proprio come si può sintonizzare un televisore su un diverso canale usando una frequenza diversa. MUSE unisce il potenziale per le scoperte a un dispositivo per produrre immagini con la funzionalità di misura di uno spettrografo, nello stesso tempo sfruttando anche la nitidezza delle immagini prodotta dalle ottiche adattive. Lo strumento è montato sull’UT 4 del VLT,  in fase di trasformazione  per diventare un  telescopio completamente adattivo. MUSE si deve a dieci anni di progettazione e sviluppo da parte del consorzio MUSE – con il Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Francia come capofila e gli istituti partner Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP, Germania), Institut für Astrophysik Göttingen (IAG, Germania), Institute for Astronomy ETH Zurich (Svizzera), L’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP, Francia), Nederlandse Onderzoekschool voor de Astronomie (NOVA, Paesi Bassi) e l’ESO. Dall’inizio del 2014, Bacon e il resto dell’equipe per l’integrazione e messa in servizio di MUSE al Paranal hanno registrato la storia di MUSE in una serie di post .

 

 

La micrite ci spiega l’evoluzione della vita dopo l’estinzione dei dinosauri

Secondo un nuovo studio, l’impatto dell’asteroide che ha ucciso la maggior parte dei dinosauri, 66 milioni di anni fa, ha anche creato le condizioni per la proliferazione dei microbi oceanici. In microscopici cristalli di roccia, sono state trovate le prove che enormi fioriture di alghe e batteri fotosintetici coprivano gli oceani del mondo, fornendo cibo a creature marine più grandi, subito dopo il cataclisma. Nel 2016,  nel Golfo del Messico perforando il cratere Chicxulub, cicatrice lasciata dall’impatto dell’asteroide, sepolta sotto il fondo del mare, sono stati scoperti sedimenti ,depositati immediatamente dopo l’impatto, ricchi di micrite, un minerale di carbonato di calcio. Il carbonato di calcio precipita negli oceani del mondo: i coralli e il plancton ne formano scheletri, i microbi come i batteri lo producono e può anche formarsi direttamente dall’acqua di mare. La scoperta è stata un déjà-vu per Timothy Bralower, geologo marino della Pennsylvania State University, University Park.                             Nel 2001, Bralower e suoi colleghi avevano individuato la micrite nelle rocce dell’Oceano Pacifico occidentale che risalivano al momento dell’impatto. “Quando abbiamo visto ,- dice Bralower-, questo strato micrite nel cratere, siamo andati a ‘bingo”. L’avevamo già visto. ” In effetti, le rocce raccolte da 31 siti in tutto il mondo contengono uno strato di micrite che ha 66 milioni di anni, se ne rese conto Bralower, quando esaminò attentamente la sua vasta collezione di campioni di roccia montati su vetrini da microscopio. “Lo vediamo , -ha aggiunto a mo’ di ulteriore conferma- in tutti gli oceani”. Per capire come si è formato la micrite, Bralower e suoi colleghi– hanno ingrandito i minerali usando microscopi elettronici. Hanno scoperto che i suoi cristalli erano spesso composti da microcristalli ancora più piccoli a forma di romboedro a sei facce o scalenoedri con più di otto lati. “I ricercatori precedenti, -dice ancora Bralower– non avevano visto queste strutture perché non ingrandivano abbastanza. “I microcristalli sono notevolmente simili ,- riportano Bralower e colleghi– al carbonato di calcio prodotto dai batteri dei nostri giorni, e quindi la maggior parte della micrite è probabilmente di origine biologica”. La vita che ha creato questo minerale noto come micrite,- suggeriscono i ricercatori-, era probabilmente parte di una “comunità microbica sopravvissuta” emersa all’indomani dell’impatto. Oltre a spazzare via così tanta vita sulla terraferma, l‘impatto ha decimato anche gli ecosistemi oceanici. La roccia vaporizzata ha portato ad un accumulo di acido solforico che è piovuto sugli oceani insieme a metalli tossici come piombo e mercurio. Più del 90% del fitoplancton marino,- hanno dimostrato i ricercatori- si è estinto. “Eppure, quella distruzione, -dice Julio Sepúlveda, biogeochimico dell’Università del Colorado-, ha anche aperto la strada ai nuovi arrivati. Boulder, che non è stato coinvolto nella ricerca, puntualizza: “Se elimini un gruppo importante da un ecosistema, hai una nicchia ecologica vuota”. Quei nuovi arrivati, altre alghe e batteri fotosintetici -dice ancora Bralower-, erano “pronti a conquistare il mondo”. Poiché proliferavano in fioriture oceaniche, avrebbero agito loro stessi come fonte di cibo, per animali più in alto nella catena alimentare, come krill e gamberetti, suggeriscono sempre Bralower e colleghi. Ed hanno lasciato la prova della loro esistenza sotto forma di micrite. Vale la pena, suggeriscono infine questi ricercatori, scavare più nel passato per cercare fioriture simili dopo altre estinzioni di massa.                            “Guardare, per esempio, -aggiunge infine Bralower- l’estinzione del Permiano 252 milioni di anni fa, quando un enorme cataclisma, ha ucciso più del 90% delle specie del pianeta, sarebbe un buon punto di partenza . Scommetto che guardando alla fine del Permiano, troverei queste strutture anche lì.”

Nuovi rimedi per il tumore al seno

Ricercatori USC hanno individuato un rimedio per contrastare una proteina che aiuta la diffusione metastatica del cancro al seno, tra le principali cause di morte per le donne.

Lavorando alle cellule staminali all’USC nella Keck School of Medicine offrono una nuova soluzione per sopprimere il cancro della metastasi nei polmoni.

È positiva per i pazienti con carcinoma mammario triplo negativo (TNBC) – il tipo più letale – e comprende il 20% dei casi di cancro al seno, particolarmente difficile da trattare.

Sviluppa perciò un intenso interesse trovare nuovi trattamenti per TNBC.

“Per questo sottotipo di tumore al seno, sono disponibili poche scelte di trattamento per le metastasi target e, tipicamente, questi trattamenti sono di alta tossicità, – ha detto Min Yu, professore di biologia delle cellule staminali e medicina rigenerativa, investigatore all’Eli e Edythe Broad Center (medicina rigenerativa) e (ricerca sulle staminali) all’USC e l’USC Norris Comprehensive Cancer Center- per cui una migliore comprensione delle cellule tumorali e delle loro interazioni con organi e tessuti, aiuterebbe.”

 

Ricercatori USC confezionarono un farmaco per combattere il cancro al seno, con minuscole particelle di lipidi (i mattoni del grasso). Iniettate nei topi, le particelle rilasciarono il farmaco nel tessuto tumorale, riducendo i tumori metastatici nei polmoni.

Nel laboratorio di Yu, Oihana Iriondo e colleghi, inibendo una proteina chiamata TAK1

meccanismo d’azione della TAK1

la molecola che potrebbe debellare le metastasi ai polmoni

, riducevano le metastasi polmonari nei topi con TNBC . (Il TAK1 permette alle cellule maligne del seno di sopravvivere nei polmoni e formare nuovi tumori metastatici).

 

Le metastasi sono la causa più comune di morte correlata al cancro. Un potenziale farmaco, chiamato 5Z-7- Oxozeaenol o OXO, può inibire il TAK1 e presumibilmente rende molto più difficile per le cellule di cancro al seno di formare metastasi polmonari. OXO non è stabile nel sangue e pertanto non funzionerebbe nei pazienti.

 

Per superare l’ostacolo, Yu e suoi collaboratori hanno sviluppato una sinergia con il laboratorio di Pin Wang – USC Viterbi School of Engineering-. La squadra di Wang ha sviluppato una nanoparticella – composta da una minuscola sacca di grasso – che funziona come una bomba intelligente per trasportare la droga attraverso il flusso sanguigno e consegnarla direttamente ai tumori. 

La nanoparticella caricata con OXO ha trattato topi iniettati con cellule di cancro al seno umano. OXO non ha ridotto i tumori primari nel seno, ma ha ridotto notevolmente i tumori metastatici nei polmoni con effetti collaterali tossici minimi.

 

“Sui pazienti con carcinoma mammario triplo negativo, – ha detto Yu – le chemioterapie sistemiche in gran parte sono inefficaci e molto tossiche. Le nanoparticelle sono promettenti per fornire trattamenti più mirati, con l’OXO e, fermare, il processo mortale delle metastasi”.

Il carcinoma mammario metastatico è classificato come carcinoma mammario allo stadio 4, una volta diffuso in altre parti del corpo, di solito polmoni, fegato o cervello. (Raggiunge questi organi penetrando nel sistema circolatorio o linfatico e migrando attraverso i vasi sanguigni, per la National Breast Cancer Foundation).

 

Il cancro al seno , è il tumore più comune nelle donne americane, ad eccezione dei tumori della pelle, possiede un rischio medio di sviluppo di 1 su 8 per una donna statunitense, secondo l’American Cancer Society. 266.120 nuovi casi di carcinoma mammario invasivo diagnosticati, ogni anno, nelle donne: 40.920 donne moriranno, secondo le stime dell’ACS. La ricerca USC si sviluppa, utilizzando test sugli animali. Il metodo scoperto sembra promettere, ma saranno necessarie altre ricerche per essere applicato agli esseri umani come trattamento.

 

Le cellule staminali killer delle cellule tumorali

Pronte le prime cellule staminali umane

staminali produttrici di citotossine

capaci di ‘avvelenare’ i tumori: un gruppo di neuroscienziati di Harvard ha modificato il loro Dna in modo da farle diventare ‘fabbriche’ di tossine letali per le cellule tumorali. Queste staminali ‘killer’, sono state sperimentate con successo nei topi per rimuovere resti di tumori cerebrali che non possono essere eliminati chirurgicamente e saranno pronte per test clinici entro 5 anni. L’idea di utilizzare tossine anti-cancro non è nuova, ha molti punti di forza ma non sempre funziona. “Sono state utilizzate con grande successo – ha spiegato Khalid Shah, responsabile dello studio – in molti tumori del sangue, ma non funzionano altrettanto bene contro i tumori solidi, perché questi tumori non sono facilmente raggiungibili e le tossine hanno una breve vita”. Per aggirare questi problemi i ricercatori hanno messo a punto delle cellule staminali, ‘convertite’ in fabbriche di tossine, da posizionare vicinissimo alle cellule tumorali. Le ‘armi’ sono delle particolari molecole dette citotossine in grado di uccidere ogni tipo di cellula ma queste tossine sono state ‘personalizzate’ in modo di colpire solo le cellule tumorali e non colpire le altre. L’uso di staminali ‘modificate’ da piazzare nelle immediate vicinanze del tumore permette così alle tossine di raggiungere rapidamente il bersaglio in modo molto efficace. La tecnica è stata per ora testata solo su una tipologia di tumore e sui topi.I prossimi passi saranno quelli di sperimentare le staminali killer anche su altri tipi di cellule tumorali. Visti i buoni risultati ottenuti finora, i ricercatori sono convinti che la loro tecnica sarà pronta per i test clinici entro 5 anni. C’è anche la possibilità di creare un esercito di cellule immunitarie su misura di paziente che potrebbe un giorno non lontano essere la soluzione per combattere malattie come cancro e Aids. Un risultato in questo senso è stato ottenuto riprogrammando linfociti ‘anziani’ ed esausti di un paziente con Hiv e di uno con melanoma. Questi linfociti sono stati prima trasformati in cellule staminali e poi in nuove cellule immunitarie giovani e forti. La creazione di ‘cellule su misura’ apre nuove strade alla lotta contro il cancro e l’Hiv e nei prossimi anni potrebbe dare il via a nuove cure.
La ricerca è stata annunciata dall’istituto Riken, in Giappone. A lavorare a questo studio un gruppo di ricercatori diretti da Hiroshi Kawamoto che hanno dato vita a queste cellule immunitarie ‘personalizzate‘.  In entrambi i casi i linfociti creati sono specifici per combattere le malattie di cui soffrono i pazienti da cui sono state estratte le cellule di partenza.In pratica il primo passo è stato quello di prendere dal sangue dei pazienti ‘linfociti T killer

Linfociti T killer

, un gruppo di cellule di difesa deputate ad uccidere cellule malate per proteggere l’organismo. Poi questi linfociti, vecchi ed esausti, quindi poco efficaci nel loro lavoro, sono stati riprogrammati divenendo staminali pluripotenti. Infine l’ultimo passaggio è stato trasformare queste staminali in nuove cellule immunitarie killer giovani e forti.

Questo metodo permette di produrre in provetta quantità infinite di cellule di difesa su misura di paziente e soprattutto specificamente efficaci contro la malattia del paziente stesso, Aids o cancro che sia.

Alla ricerca di un cratere d’impatto in Groenlandia

Kurt Kjær su un elicottero sorvolava la Groenlandia nord-occidentale: una distesa di ghiaccio, pura, bianca e scintillante per arrivare al suo obiettivo: il ghiacciaio Hiawatha, una lastra di ghiaccio che si muoveva lentamente per più di un chilometro. Avanza sull’Oceano Artico non in parete diritta, ma in un evidente semicerchio, quasi fuoriuscito da un bacino. Kjær, geologo del Museo di storia naturale di Copenaghen, sospettava che il ghiacciaio nascondesse un segreto. L’elicottero atterrò vicino al fiume in piena che drena il ghiacciaio, e Kjær aveva 18 ore per trovare i cristalli minerali che confermassero i suoi sospetti. Nascosto sotto Hiawatha c’è un cratere da impatto di 31 chilometri di larghezza, abbastanza grande da inghiottire Washington, DC , Kjær e 21 co-autori. Il cratere è stato lasciato da un asteroide di ferro di 1,5 chilometri schiantatosi sulla Terra, probabilmente negli ultimi 100.000 anni. Anche se non così catastrofico quanto l’impatto del Chicxulub che uccide i dinosauri , scavando un cratere di 200 chilometri in Messico circa 66 milioni di anni fa, anche l’impattatore Hiawatha potrebbe aver lasciato un’impronta nella storia del pianeta. E’ ancora in discussione, ma si ritiene che l’asteroide ha colpito in un momento cruciale: circa 13.000 anni fa, proprio mentre il mondo si stava liberando dall’ultima era glaciale. Ciò significherebbe che si è schiantato sulla Terra quando mammut e altra megafauna erano in declino e le popolazioni si stavano diffondendo in tutto il Nord America. L’impatto sarebbe stato uno spettacolo per chiunque nel raggio di 500 chilometri. Una palla di fuoco bianca quattro volte più grande e tre volte più luminosa di quella che il Sole avrebbe attraversato il cielo. Se l’oggetto colpisse una lastra di ghiaccio, sarebbe passata attraverso il tunnel fino alla roccia, vaporizzando acqua e pietra in un attimo. L’esplosione risultante riempirebbe l’energia di 700 bombe nucleari da 1 megaton, e anche un osservatore a centinaia di chilometri di distanza avrebbe sperimentato un’onda d’urto inquinante, un mostruoso lampo di tuono e venti da uragano. In seguito, i detriti rocciosi avrebbero potuto piovere sul Nord America e in Europa, e il vapore rilasciato, un gas serra, avrebbe potuto riscaldare localmente la Groenlandia, sciogliendo ancora più ghiaccio. La scoperta dell’impatto ha risvegliato un vecchio dibattito tra gli scienziati che studiano il clima antico. Un enorme impatto sulla calotta di ghiaccio avrebbe inviato acqua di fusione nell’oceano Atlantico, interrompendo potenzialmente il “ cosiddetto nastro trasportatore” delle correnti oceaniche e facendo precipitare le temperature, soprattutto nell’emisfero settentrionale. “Cosa significherebbe per le specie o la vita in quel momento? È un’enorme questione aperta, – dice Jennifer Marlon, paleoclimatologa alla Yale University.” Un decennio fa, un piccolo gruppo di scienziati stava cercando di spiegare un evento di raffreddamento, lungo più di 1000 anni, chiamato Younger Dryas, che iniziò 12.800 anni fa, mentre l’ultima era glaciale stava finendo. La loro soluzione controversa era di invocare un agente extraterrestre: l’impatto di una o più comete. Oltre a cambiare le circolazioni nel Nord Atlantico, l’impatto avrebbe anche innescato gli incendi in due continenti portando all’estinzione di grandi mammiferi e alla scomparsa del popolo di Clovis nel Nord America. Il gruppo di ricerca forniva prove indicative ma inconcludenti e l’idea dell’asteroide catturò l’immaginazione del pubblico nonostante nessuno trovasse un cratere da impatto. I fautori dell’impatto di un Dryas più giovane ora invece trovano conferme. “Prevedevo che questo cratere avesse la stessa età del Dryas giovane,- afferma James Kennett, geologo marino dell’Università della California, Santa Barbara, sostenitore dell’idea.” Jay Melosh, esperto di crateri d’impatto (Purdue University di West Lafayette_Indiana), dubita che sia stato così recente. Statisticamente, gli impatti delle dimensioni di Hiawatha si verificano solo ogni pochi milioni di anni, e quindi la possibilità di uno solo, 13.000 anni fa è piccola. La scoperta darà motivazioni ai teorici dell’impatto di Younger Dryas e trasformerà l’impattatore Hiawatha in un altro tipo di proiettile. “E’ una patata bollente, – dice Melosh – sei consapevole che stai per scatenare una tempesta di fuoco? Ma tutto è iniziato con un buco”. Nel 2015, Kjær e un collega stavano studiando una nuova mappa dei contorni nascosti sotto il ghiaccio della Groenlandia. Basandosi sulle variazioni della profondità del ghiaccio e dei modelli di flusso superficiale, la mappa offriva una grossolana suggestione della topografia del substrato roccioso, incluso il suggerimento di un buco sotto Hiawatha. Kjær ricordava un enorme meteorite di ferro nel cortile del suo museo, vicino a dove parcheggia la sua bicicletta. Chiamato Agpalilik, Inuit per “The Man”, la roccia di 20 tonnellate è un frammento di un meteorite ancora più grande, il Cape York, trovato in pezzi sulla Groenlandia nord-occidentale dagli esploratori occidentali e, a lungo usato dagli Inuit come fonte di ferro per arpioni, consigli e strumenti. Kjær si chiedeva se il meteorite potesse essere un residuo di un impattatore che aveva scavato la caratteristica circolare sotto Hiawatha, ma non era ancora sicuro che fosse un cratere da impatto. C’era bisogno di vederlo più chiaramente con il radar, che penetra nel ghiaccio e riflette sulla roccia fresca. La squadra di Kjær lavorava con Joseph MacGregor, glaciologo – Goddard Space Flight Center- NASA- Greenbelt, nel Maryland, scoprendo i dati del radar di archivio. MacGregor così scoprì che gli aerei della NASA spesso sorvolavano il sito per ispezionare il ghiaccio marino artico, e gli strumenti a volte venivano accesi, in modalità test, in uscita. “E ‘stato un successo, – dice MacGregor – le immagini del radar mostravano più chiaramente quello che sembrava il bordo di un cratere, ma erano troppo confuse nel mezzo. Molte caratteristiche sulla superficie terrestre, come le caldere vulcaniche, possono mascherarsi come cerchi. Solo i crateri d’impatto contengono cime centrali e anelli di punta, che si formano al centro di un cratere appena nato. Per cercare quelle caratteristiche, si aveva perciò bisogno di una missione radar dedicata. Per coincidenza, l’Alfred Wegener Institute per la ricerca polare e marina a Bremerhaven, in Germania, aveva acquistato un radar di nuova generazione per penetrare il ghiaccio attraverso le ali e il corpo del loro velivolo Basler, DC-3 retrofittato a doppia elica, cavallo di battaglia della scienza artica. Avevano anche bisogno di finanziamenti e di una base vicina a Hiawatha.

Kjær si prese cura delle agenzie di finanziamento facendo una petizione alla Carlsberg Foundation di Copenaghen, che utilizza i profitti delle sue vendite globali di birra per finanziare la scienza. MacGregor, arruolò i colleghi della NASA per persuadere le forze armate statunitensi a lasciare che lavorassero dalla base aerea di Thule, avamposto della Guerra Fredda nel nord della Groenlandia, dove i membri tedeschi della squadra avevano cercato di ottenere il permesso di lavorare per 20 anni. “Mi ero ritirato, ma scienziati tedeschi molto seri m’inviavano emoji dalla faccia felice, -dice MacGregor– e la NASA insieme con gli aerei tedeschi usavano il radar per vedere i contorni di un cratere da impatto sotto il ghiaccio del ghiacciaio di Hiawatha”. Tre voli, a maggio 2016, aggiungono dati freschi derivati da decine di transiti attraverso il ghiaccio, a riprova del fatto che Kjær, MacGregor e il loro team avevano qualcosa in comune. Il radar rivela cinque protuberanze prominenti nel centro del cratere, indicando un picco centrale che sale per circa 50 metri. E segno di un impatto recente, mentre il fondo del cratere è eccezionalmente frastagliato. “Se l’asteroide avesse colpito più di 100.000 anni fa, – dice MacGregor– quando l’area era priva di ghiaccio, l’erosione causata dallo scioglimento dei ghiacci nell’entroterra avrebbe perlustrato il cratere liscio. I segnali radar mostrano che gli strati profondi di ghiaccio erano confusi, segno di un recente impatto. I modelli stranamente disturbati, dice MacGregor, suggeriscono che “la calotta glaciale non si è equilibrata con la presenza di questo cratere da impatto”. La squadra voleva prove dirette per superare lo scetticismo su di un massiccio cratere giovane, che sembrava sfidare le probabilità, cioè di quanto spesso accadono i grandi impatti. Per questo Kjær si è trovato, a luglio del 2016, a campionare freneticamente le rocce lungo tutta la mezzaluna di terreno che circonda il perimetro di Hiawatha. La sua fermata più importante era nel mezzo del semicerchio, vicino al fiume, dove raccoglieva sedimenti che sembravano provenire dall’interno del ghiacciaio. In quella spedizione, la squadra di Kjær ha chiuso il caso. Passando sulla sabbia, Adam Garde, geologo – Geological Survey – della Danimarca e della Groenlandia –Copenaghen-, trova dei granelli di vetro forgiati a temperature superiori a quelle che un’eruzione vulcanica può generare. In aggiunta scopre cristalli scioccati di quarzo. I cristalli contenevano un particolare motivo a bande che può essere formato solo nelle intense pressioni degli impatti extraterrestri o delle armi nucleari. “Il quarzo fa il caso, – dice Melosh– e sembra abbastanza buono, ma sono tutte le prove ad essere piuttosto convincenti.” Si deve capire esattamente quando si è verificata la collisione e come ha influenzato il pianeta. The Younger Dryas, (nome di un piccolo fiore artico bianco e giallo che fiorì durante lo schiocco freddo), ha a lungo affascinato gli scienziati. Fino a quando il riscaldamento globale guidato dall’uomo non si è instaurato, quel periodo ha regnato come una delle più recenti oscillazioni della temperatura sulla Terra. Con il calare dell’ultima era glaciale, circa 12.800 anni fa, le temperature in alcune parti dell’emisfero settentrionale sono crollate di ben 8°C, fino alle letture dell’era glaciale. Rimasero così per più di 1000 anni, trasformando la foresta in una tundra. La causa avrebbe potuto essere la rottura nel nastro trasportatore delle correnti oceaniche, tra cui la Corrente del Golfo che porta il calore verso nord dai tropiciNel 1989 , Kennett con Wallace Broecker, climatologo all’Osservatorio della Terra_Lamont-Doherty _Columbia University, e altri, spiegano come l’acqua di fusione dei ghiacci in ritirata avrebbe potuto spegnere il trasportatore. Mentre l’acqua calda proveniente dai tropici viaggia verso nord sulla superficie, si raffredda mentre l’evaporazione la rende più salata. Entrambi i fattori aumentano la densità dell’acqua fino a quando non affonda nell’abisso, contribuendo a guidare il trasportatore. L’aggiunta di un impulso di acqua dolce meno densa potrebbe colpire i freni. Lavorando sul paleoclima venne sostenuta l’idea, anche se le prove di tale inondazione sono state carenti fino a poco tempo fa. Nel 2007, Kennett suggerì avendo collaborato con scienziati guidati da Richard Firestone, fisico del Lawrence Berkeley National Laboratory – California, che non erano arrivate comete al momento chiave. Esplodendo sulla calotta di ghiaccio che copriva il Nord America, la cometa o le comete avrebbero gettato polvere leggera nel cielo, raffreddando la regione. Più a sud, i proiettili infuocati avrebbero incendiato le foreste, producendo fuliggine che rendeva più profonda l’oscurità e il raffreddamento. L’impatto poteva destabilizzare il ghiaccio e scatenare l’acqua di disgelo che avrebbe interrotto la circolazione atlantica. Il caos climatico, potrebbe spiegare perché gli insediamenti di Clodoveo si svuotarono e la megafauna svanì poco dopo. le prove erano scarse. Firestone e colleghi contrassegnarono strati di sedimenti sottili in dozzine di siti archeologici nel Nord America. Quei sedimenti sembravano contenere tracce geochimiche di un impatto extraterrestre, come un picco in iridio, l’elemento esotico che ha contribuito a cementare il caso per un impatto Chicxulub. Gli strati producevano anche minuscole perle di vetro e ferro – possibili detriti meteoritici – e pesanti carichi di fuliggine e carbone, a indicare gli incendi. Ci furono immediate critiche . Il declino di mammut, bradipi giganti e altre specie era iniziato ben prima del Younger Dryas. Inoltre, non esisteva , a detta degli archeologi, alcun segno di un decesso umano in Nord America. La gente nomade di Clovis non sarebbe rimasta a lungo in nessun sito. Le punte di lancia distintive che segnavano la loro presenza probabilmente svanirono non perché la gente si estinse, ma piuttosto perché quelle armi non erano più utili una volta calpestati i mammut, – dice Vance Holliday, archeologo -Università dell’Arizona- Tucson. L’ipotesi dell’impatto stava cercando di risolvere problemi che non avevano bisogno di essere risolti. Anche le prove geochimiche cominciarono a erodersi. Gli scienziati esterni alla ricerca non riuscirono a rilevare il picco di iridio nei campioni del gruppo. Le perle erano reali, ma erano abbondanti in molti periodi geologici, e la fuliggine e il carbone non sembravano picchiettare al tempo del giovane Dryas. “Hanno elencato tutte cose che non sono sufficienti,- diceva Stein Jacobsen, geochimico dell’Università di Harvard che studia i crateri. Eppure l’ipotesi dell’impatto non è mai del tutto morta. I suoi sostenitori hanno continuato a studiare il presunto strato di detriti in altri siti in Europa e nel Medio Oriente. Hanno anche riferito di aver trovato diamanti microscopici in diversi siti che, si dice, potrebbero essere formati solo da un impatto. (I ricercatori esterni mettono in dubbio le affermazioni dei diamanti). “Con la scoperta del cratere di Hiawatha, penso che abbiamo motivazioni trainanti, -dice Wendy Wolbach, geochimico della De-Paul University di Chicago, Illinois-, che ha lavorato sugli incendi durante l’era. L’impatto avrebbe sciolto 1500 gigatonnellate di ghiaccio, stima del team, circa la stessa quantità di ghiaccio che l’Antartide ha perso a causa del riscaldamento globale negli ultimi dieci anni. L’effetto serra locale del vapore rilasciato e il calore residuo nella roccia del cratere avrebbero aggiunto più scioglimento. Gran parte di quella acqua dolce avrebbe potuto finire nel vicino Labrador Sea, un sito primario che pompava la circolazione capovolta dell’Oceano Atlantico. “Ciò potrebbe potenzialmente perturbare la circolazione, – dice Sophie Hines, paleoclimatista marina di Lamont-Doherty.” Per quanto riguarda la precedente controversia, Kjær non approverà questo scenario. Ma in alcune bozze del documento, ammette, il team ha esplicitamente evocato una possibile connessione tra l’impatto Hiawatha e il Younger Dryas.

Le prove iniziano con il ghiaccio. Analizzando le immagini radar. Usando questa tecnica, la squadra di Kjær ha scoperto che la maggior parte del ghiaccio di Hiawatha è perfettamente stratificato negli ultimi 11.700 anni. Nel vecchio, disturbato ghiaccio sottostante, i riflessi brillanti scompaiono. Tracciando gli strati profondi, la squadra abbina il guazzabuglio con il ghiaccio superficiale ricco di detriti sul bordo di Hiawatha precedentemente datato a 12.800 anni fa. “Era piuttosto coerente, – afferma MacGregor-, in quanto il flusso di ghiaccio era pesantemente disturbato prima o dopo il Dryas giovane”.

Hiawatha potrebbe essere l’impatto del Dryas Giovane. Nel 2013, Jacobsen esamina un nucleo di ghiaccio dal centro della Groenlandia, a 1000 chilometri di distanza. Si aspettava di mettere a tacere la teoria dell’impatto su Younger Dryas mostrando che, 12.800 anni fa, i livelli di metalli che gli impatti di asteroidi tendevano a diffondersi non aumentavano vertiginosamente. Invece, ha trovato un picco in platino, simile a quelli misurati in campioni dal sito del cratere. “Questo suggerisce una connessione, – dice Jacobsen– con la Younger Dryas proprio lì”. Per Broecker, le coincidenze si sommano. All’inizio era stato affascinato dalla carta Firestone, ma si unì rapidamente ai ranghi degli oppositori. I sostenitori dell’impatto sul giovane Dryas si sono concentrati troppo su di esso, dice: gli incendi, l’estinzione della megafauna, l’abbandono dei siti di Clovis. “Hanno messo una brutta correlazione su di esso.” Ma il picco di platino che Jacobsen ha trovato, come seguito dalla scoperta di Hiawatha, gli ha fatto credere ancora. “Deve essere la stessa cosa -dice sempre Jacobsen- “. Eppure nessuno può essere sicuro dei tempi. Gli strati disturbati potrebbero riflettere nient’altro che le normali tensioni profonde nella calotta glaciale. “Sappiamo fin troppo bene che il ghiaccio più vecchio ,- dice Jeff Severinghaus, paleoclimatologo -Scripps Institution of Oceanography -San Diego-, può essere perso cimando o fondendosi alla base”. Richard Alley, glaciologo- Pennsylvania State University -University Park,- ritiene che l’impatto sia molto più vecchio di 100.000 anni e che un lago subglaciale possa spiegare le strane trame vicino alla base del ghiaccio. “Il flusso di ghiaccio sui laghi in crescita ,-dice ancora Alley – e in via di restringimento che interagiscono con la topografia approssimativa potrebbe aver prodotto strutture abbastanza complesse”. Un impatto recente dovrebbe anche aver lasciato il segno nella mezza dozzina di carote di ghiaccio profonde, perforate in altri siti della Groenlandia, che documentano i 100.000 anni della storia attuale della calotta glaciale. Eppure nessuno mostra il sottile strato di macerie che un attacco delle dimensioni di Hiawatha avrebbe dovuto sollevare. “Dovresti davvero – dice Severinghaus- vedere qualcosa. Anche se Brandon Johnson, scienziato planetario della Brown University, non è così sicuro. Dopo aver visto una bozza dello studio, Johnson, che modella l’impatto su lune ghiacciate come Europa ed Encelado, usa il suo codice per ricreare un impatto di un asteroide su una spessa coltre di ghiaccio. Un impatto scava un cratere con un picco centrale simile a quello visto a Hiawatha , viene trovato, ma il ghiaccio in buona sostanza sopprime la diffusione di detriti rocciosi. Nel 2016, Kurt Kjær ha cercato prove di un impatto con la sabbia sradicata dal ghiacciaio di Hiawatha. Trovava perle di vetro e cristalli di quarzo scioccati.

Anche se l’asteroide avesse colpito al momento giusto, potrebbe non aver scatenato tutti i disastri immaginati dai sostenitori dell’impatto della Young Dryas. “È troppo piccolo e troppo lontano , – dice Melosh- per uccidere i mammiferi del Pleistocene negli Stati Uniti continentali”. E come potrebbe scatenare fiamme in una regione così fredda e arida è difficile da vedere. “Non riesco ad immaginare come qualcosa di simile a questo impatto,- afferma Marlon– in questa sede possa aver causato enormi incendi in Nord America”.

Potrebbe non aver nemmeno attivato il Younger Dryas. I sedimenti oceanici non mostrano tracce di un’ondata di acqua dolce nel mare del Labrador dalla Groenlandia, -dice Lloyd Keigwin-, paleoclimatologo all’Istituto oceanografico Woods Hole –Massachusetts-. La migliore prova recente, aggiunge, suggerisce invece un’inondazione nell’Oceano Artico attraverso il Canada occidentale .

In ogni caso, un aggiunta esterna , – dice Alley-, potrebbe non essere necessario. Durante l’ultima era glaciale, il Nord Atlantico vide altri 25 periodi di raffreddamento, probabilmente innescati da interruzioni della circolazione capovolta dell’Atlantico. Nessuno di questi incantesimi, noti come eventi Dansgaard-Oeschger (DO), era severo quanto lo YoungDryas, ma la loro frequenza suggerisce che anche un ciclo interno giocasse un ruolo nello Young Dryas. Anche Broecker concorda sul fatto che l’impatto non è la causa ultima del raffreddamento. Se gli eventi di DO rappresentano brusche transizioni tra due stati regolari dell’oceano, dice, “si potrebbe dire che l’oceano si stava avvicinando all’instabilità e in qualche modo questo evento l’ha rovesciato”.

La storia completa di Hiawatha arriverà alla sua età. Anche un cratere da impatto esposto può essere una sfida per la datazione, e richiede di catturare il momento in cui l’impatto ha alterato le rocce esistenti, non l’età originale del dispositivo di simulazione o il suo obiettivo. La squadra di Kjær ci sta provando. Spararono laser alle sferule vetrose per rilasciare argon per la datazione, ma i campioni erano troppo contaminati. Ora stanno ispezionando un cristallo blu dell’apatite minerale per le linee lasciate dal decadimento dell’uranio, ma è un analisi lunga. Il team ha anche trovato tracce di carbonio , – dice Kjær – in altri campioni, che potrebbero un giorno fornire una data. La risposta definitiva potrebbe richiedere la perforazione attraverso il ghiaccio fino al fondo del cratere, la roccia del meteorite che si scioglie nell’impatto, ripristinando il suo orologio radioattivo. Con campioni abbastanza grandi, i ricercatori dovrebbero essere in grado di fissare Hiawatha ‘

Data la posizione remota, una spedizione di perforazione verso il foro in cima al mondo sarebbe costosa. E’ in gioco una comprensione della recente storia del clima – e di quello che può fare un enorme impatto sul pianeta. “Qualcuno deve andare a scavare lì”, dice Keigwin. “Questo è tutto quello che c’è da fare.”

cratere Hiawatha

Il ghiacciaio Hiawatha e il suo bordo frastagliato

Come si producono i superbatteri e come contrastarli

Scienziati dell’Università ITMO e del Centro di Medicina Fisica e Chimica hanno sviluppato un algoritmo in grado di tracciare la diffusione dei geni di resistenza agli antibiotici, nel DNA del microbiota intestinale e, hanno rivelato ulteriori prove del trasferimento di geni di resistenza tra diverse specie batteriche. Il metodo può non solo contribuire allo sviluppo di schemi terapeutici efficaci, ma anche frenare la diffusione dei superbatteri.

Negli ultimi anni, la diffusione della resistenza agli antibiotici è diventata un problema sanitario globale. Come conseguenza dell’uso eccessivo di antibiotici in medicina e in agricoltura, il microbiota intestinale accumula geni di resistenza agli antibiotici nel suo DNA o metagenoma. Da un lato, questi geni aiutano la normale flora a sopravvivere. Tuttavia, d’altra parte, studi recenti mostrano che il microbiota intestinale è in grado di condividere i geni di resistenza con i patogeni, rendendoli così resistenti alle terapie disponibili. In questa luce, lo studio su come i geni della resistenza si diffondano diventa particolarmente importante.

I programmatori dell’Università ITMO con il Centro di ricerca di fisica e chimica hanno sviluppato un algoritmo chiamato MetaCherchant

L’algoritmo MetaCherchant

che consente di esplorare l’ambiente del gene della resistenza ai farmaci e di vedere come cambia in base alle specie di batteri. “Abbiamo creato uno strumento che consente agli scienziati di dare un’occhiata più da vicino alla differenza tra l’ambiente del gene in due o più campioni di microbiota.                                                                                                             ” Possiamo analizzare,-afferma Vladimir Ulyantsev, professore associato del Dipartimento di tecnologie informatiche presso l’Università ITMO– i campioni di microbiota raccolti da persone diverse o dalla stessa persona in momenti diversi, ad esempio prima e dopo il trattamento antibiotico. Sulla base dei dati ottenuti, possiamo suggerire come un particolare gene di resistenza potrebbe diffondersi da una specie microbica a un’altra”.

Gli studi sull’ambiente dei geni di resistenza agli antibiotici sono principalmente importanti per la progettazione di efficaci schemi di trattamento antimicrobico.                                                              “Usando MetaCherchant, possiamo analizzare come il microbiota contribuisce alla diffusione della resistenza a una particolare classe di antibiotici. Guardando al futuro, è possibile prevedere antibiotici, la cui resistenza è più probabile che si diffonda tra i patogeni. D’altra parte, possiamo trovare farmaci , – afferma Evgenii Olekhnovich, autore principale del Centro di Medicina Fisica e Chimica con basso rischio di resistenza- e questo criterio, a sua volta, ci aiuterà a regolare e preparare terapie specifiche. E’ la domanda dei prossimi due anni ”   .

Le potenziali applicazioni dell’algoritmo non sono limitate all’analisi dei geni del microbiota intestinale poiché il programma può essere utilizzato anche per studiare campioni di genoma da suolo, acqua o fognatura. “Possiamo valutare la diffusione della resistenza , -afferma ancora Evgenii Olekhnovich -, all’interno di una singola comunità batterica, come il microbiota intestinale, così come tra diverse comunità. Ciò ci consente, ad esempio, di identificare percorsi globali di resistenza agli antibiotici diffusi attraverso l’ambiente  ”  . “Il problema della resistenza è complesso e richiede un approccio diversificato, in cui il nostro strumento può essere davvero utile.”

Uno scorcio del microbiota nell’intestino umano

Con probiotici mirati si aiuta anche la depressione

Alla McMaster University trovati probiotici in grado di aiutare nei sintomi della depressione, e aiutare nei disturbi gastrointestinali.

Un recente studio , all’ Health Research Institute Farncombe famiglia Digestive ha fatto scoprire che  molti adulti con sindrome dell’intestino irritabile (IBS) riportano miglioramenti dalla co-esistente depressione prendendo uno specifico probiotico rispetto agli adulti con IBS che  prendono solo un placebo. E’ un ulteriore prove , -ha detto Premysl Bercik, professore di medicina presso la McMaster e gastroenterologo per Hamilton Health Sciences-su come il microbiota negli intestini è  in comunicazione diretta con il cervello.” Viene dimostrato , -ha detto inoltre- che il consumo di un probiotico specifico è in grado di migliorare i sintomi intestinali e problemi psicologici in IBS. Insomma nuove strade non solo per il trattamento di pazienti con disturbi intestinali funzionali, ma anche per i pazienti con malattie psichiatriche primarie”. IBS è il disturbo gastrointestinale più comune nel mondo, molto diffuso in Canada: colpisce l’intestino crasso e i pazienti soffrono di dolore addominale e di alterate abitudini intestinali, come diarrea e costipazione. Inoltre sono spesso colpiti da ansia cronica o da depressione. Lo studio ha coinvolto 44 adulti con IBS e da lieve a moderata ansia o depressione. Seguiti per 10 settimane e, la metà ha preso una dose giornaliera di probiotico Bifidobacterium longum NCC3001, mentre gli altri assumevano solo un placebo. A sei settimane, 14 dei 22, o 64%, dei pazienti che hanno assunto il probiotico facevano registrare una diminuizione nei punteggi che testano lo stato di depressione, rispetto a 7 dei 22 (o 32%) dei pazienti trattati con placebo.“ Una risonanza magnetica funzionale (fMRI) ha mostrato che il miglioramento nei punteggi di depressione, associati a cambiamenti in molteplici aree cerebrali coinvolte nel controllo dell’umore. Per identificare il probiotico,

un batterio pro-biotico che si può insediare nell’intestino

si è provato in modelli preclinici -ha detto Bercik – e indagando sui percorsi attraverso i quali i segnali provenienti dall’intestino raggiungono il cervello”.”I risultati di questo studio ,- ha detto Maria Pinto Sanchez, ricercatrice  McMaster -.sono molto promettenti ma devono essere confermati in un futuro, con una prova su più larga scala”. Il probiotico è un batterio che è in grado di svolgere un effetto benefico e favorevole sulla salute. In particolare i probiotici svolgono una salutare azione benefica sulla flora batterica intestinale – oggi denominata microbiota – essendo in grado di ripristinarne i delicati equilibri. Per essere efficaci, però, questi batteri devono essere assunti vivi e in questa forma devono raggiungere l’intestino.
Il microbiota

come si localizzano e si dispongono i pro-biotici nell’intestino

è diverso da individuo a individuo, già dalla nascita: il parto naturale permette di acquisire parte dei batteri dalla madre, mentre chi nasce mediante il parto cesareo svilupperà una flora batterica differente. Il latte materno trasmette i batteri che colonizzano l’intestino, ma anche i composti che, arrivando nell’intestino del bambino, facilitano la crescita dei batteri a effetto più favorevole.
Un intestino sano è popolato da un grande numero di ceppi batterici differenti: una ricca flora intestinale salvaguardia da molti disturbi. In molte situazioni di malattia, invece, un ceppo batterico finisce per “dominare” sugli altri, e il numero di ceppi si riduce più o meno grandemente.

Spesso si  fa confusione tra due termini molti simili ma che funzionano in modo diverso. l probiotici sono integratori composti da batteri vivi fisiologici che non danneggiano la salute e apportano benefici. prebiotici invece non sono microrganismi vivi, rappresentano però il nutrimento per i probiotici. Ne sono un esempio i cibi ricchi di fibre. I batteri, infatti, nutrendosi delle fibre, crescono, si riproducono e colonizzano l’intestino. Questi sono importanti per:

  • Stimolare il metabolismo
  • Aumentare l’assorbimento dei sali minerali
  • Aiutare il sistema immunitario
  • Usufruire delle vitamine

 

I batteriofagi potrebbero aiutare il funzionamento del corpo umano

Batteriofagi a caccia di batteri

di

Giorgia Guglielmi

Un secolo dopo che furono scoperti i fagi che uccidevano batteri nelle feci dei soldati della prima guerra mondiale, i virus noti come batteriofagi, o semplicemente fagi, stanno nuovamente attirando attenzione per il ruolo che potrebbero svolgere all’interno del corpo umano. I fagi sono stati trovati ovunque, dagli oceani ai terreni. Ora, uno studio suggerisce che le persone assorbono fino a 30 miliardi di fagi ogni giorno attraverso il loro intestino.

Anche se i virus non sono chiari, quei dati e altri studi recenti hanno fatto domandare agli scienziati se ci fosse un mare di fagi nel corpo – un “phageome” – e che possa influenzare la nostra fisiologia, forse regolando il nostro sistema immunitario. “L’insegnamento di base della biologia dice che i fagi non interagiscono con le cellule eucariotiche, afferma Jeremy Barr (Monash University-Melbourne), ricercatore dei fagi , che ha condotto lo studio . Ora è convinto “che è completo BS”.

Per decenni, la maggior parte della ricerca medica sui fagi

immagine elettronica di fagi che infettano un batterio

si è concentrata sulla trasformazione di questi parassiti batterici in antibiotici. Ci sono state alcune storie di successo convincenti, ma la fagoterapia ha faticato a diventare un trattamento affidabile.

Tuttavia, le ricerche precedenti di Barr hanno dimostrato che i fagi potrebbero naturalmente aiutarci a proteggerci dagli agenti patogeni. Studiando animali che vanno dai coralli agli umani, ha scoperto che i fagi sono più di quattro volte abbondanti negli strati di muco, come quelli che proteggono le nostre gengive e l’intestino, come sono nell’ambiente adiacente. Il guscio proteico di un fago, si è scoperto, può legare le mucine, grandi molecole secrete che insieme all’acqua formano il muco.

Questo funziona bene sia per i fagi che per gli animali che producono muco. Attaccare al muco permette ai fagi di incontrare più delle loro prede batteriche. E come risultato, Barr ha mostrato in una serie di studi in vitro, i virus proteggono le cellule sottostanti da potenziali batteri patogeni, fornendo un ulteriore strato di immunità.

Ora, ha trovato prove che questi virus possono farsi strada dal muco dell’intestino nel corpo. In un laboratorio, il suo team ha dimostrato che cellule epiteliali umane come quelle che rivestono l’intestino, i polmoni e i capillari che circondano il cervello, raccolgono i fagi e li trasportano attraverso il loro interno. Il meccanismo di trasporto rimane sconosciuto, ma i ricercatori hanno individuato i virus racchiusi nelle vescicole all’interno delle cellule.

Inoltre, le cellule hanno costantemente prelevato i fagi sul lato che nel corpo è rivolto verso l’esterno, ad esempio verso il lume dell’intestino, e li ha rilasciati sul lato opposto rivolto verso l’interno. Dalla velocità con cui le cellule epiteliali hanno prelevato i fagi in laboratorio, i ricercatori hanno stimato che una persona potrebbe assorbire fino a 30 miliardi in un giorno.

Il nuovo studio mostra come i fagi potrebbero entrare nel corpo, afferma la biologa molecolare Krystyna Dabrowska dell’Istituto di immunologia e terapia sperimentale della Accademia polacca dell’Accademia di scienze a Breslavia. Avverte però che un piatto di laboratorio è diverso dall’intestino di un animale vivente, e alcune delle cellule utilizzate per i test di Barr sono cellule tumorali, che potrebbero avere tassi diversi di assorbimento dei fagi rispetto alle cellule normali.

Se i fagi entrano nei nostri tessuti, che succede se sono lì? Alcuni studi affrontano il problema. Nel 2004, i ricercatori guidati da Dabrowska hanno riferito che un tipo specifico di fago può legare la membrana delle cellule tumorali, riducendo la crescita del tumore e diffondendosi nei topi. Alcuni anni dopo, il consulente laureato di Dabrowska, esperto di fago Andrzej Gorski, ha dimostrato che i fagi possono influenzare il sistema immunitario del topo quando iniettati, dilagando nella proliferazione delle cellule T e nella produzione di anticorpi. Nei topi, possono persino impedire al sistema immunitario di attaccare i tessuti trapiantati.

Barr pensa che negli esseri umani, un costante afflusso di virus crea un “phageome intrabody“, che può modulare le risposte immunitarie. La ricerca di un gruppo di ricercatori con sede in Belgio sosterrebbe questa idea: quando i globuli bianchi prelevati da persone sane erano esposti a cinque diverse specie di fagi, le cellule producevano principalmente molecole immunitarie note per ridurre i sintomi infiammatori e l’infiammazione. In un altro accenno a un collegamento immunitario, un gruppo guidato dall’immunologo Herbert Virgin (Washington University School of Medicine _St. Louis _Missouri) ha scoperto che le persone con due patologie autoimmuni, il diabete di tipo 1 e le malattie infiammatorie dell’intestino, hanno i fagociti dell’intestino alterati.

Virgin avverte che le sue scoperte sono solo associazioni. Barr continua a ipotizzare che il phageome potrebbe anche allertare il sistema immunitario alla presenza di potenziali agenti patogeni. Un’infezione batterica porterebbe un’ondata di nuovi fagi nel corpo – i parassiti dei batteri invasori – che potrebbero in qualche modo eliminare una risposta infiammatoria che potrebbe colpire i batteri.

Gli scienziati una volta compreso il ruolo dei phageome umani,- dice Barr- potrebbero pensare all’utilizzo dei fagi per manipolare le comunità batteriche all’interno del nostro corpo e anche a controllare le nostre stesse cellule. Ma è cauto, sottolineando che “la biologia dei fagi è larga un pollice e un miglio”. Data la nostra attuale ignoranza delle interazioni con i phagee e le interazioni con il fago, dice Barr, gli usi medici “sono probabilmente decennali”.

 

Integrine e gel per riparare i danni dell’ictus

In uno studio recente, ingegneri e medici biomolecolari riferiscono di un materiale terapeutico che potrebbe un giorno promuovere una migliore rigenerazione dei tessuti dopo una ferita o un ictus.

Durante il processo di guarigione tipico del corpo, quando i tessuti come la pelle sono danneggiati, il corpo aumenta le cellule di ricambio. Le integrine sono una classe di proteine ​​importanti nei processi cellulari critici per la creazione di nuovi tessuti. Uno dei processi è l’adesione cellulare, quando nuove cellule “attaccano” i materiali tra le cellule, chiamati la matrice extracellulare. Un altro è la migrazione delle cellule, dove sulla superficie della cellula, le integrine aiutano “a tirare” la cellula lungo la matrice extracellulare per spostare le cellule in posizione. Tuttavia, questi processi non si verificano nei tessuti cerebrali danneggiati durante un ictus. Gli scienziati stanno cercando di sviluppare allora materiali terapeutici che potrebbero promuovere questa forma di guarigione. Il materiale iniettabile gelato, chiamato idrogel, sviluppato dai ricercatori UCLA ,aiuta questo processo di riparazione, formando un impalcatura all’interno della ferita che agisce come una matrice extracellulare artificiale e il nuovo tessuto cresce attorno a questo. L’uso di un gel iniettabile non è nuovo, ma i precedenti gel hanno provocato la formazione di vasi sanguigni deboli nel tessuto appena costituito. I nuovi risultati, mostrano che quando l’impalcatura contiene una molecola specifica di binding di integrine, i nuovi vasi sanguigni che si formano sono più forti. “L’impalcatura iniettabile del gel è una specie di traliccio da giardino che le piante usano per crescere, – ha detto Tatiana Segura, professore d’ingegneria chimica e biomolecolare, bioingegneria e dermatologia, che ha condotto la ricerca. Da solo è buono per il nuovo tessuto in entrata che ha qualcosa per sostenere la sua crescita. Il nuovo materiale è simile a un traliccio con fertilizzanti molto specifici per aiutare la pianta a crescere sana e forte “.Anche combinando gel con una proteina che promuove la formazione di vasi sanguigni, come il fattore di crescita endoteliale vascolare, conosciuto come VEGF, i vasi sanguigni nel nuovo tessuto all’interno dello “scaffale ricostruttivo” tendono a perdere di consistenza e anche ad accumularsi troppo vicini. Per questo, i ricercatori hanno esaminato più in profondità le modalità di interazione con le molecole di integrine-binding e il modo in cui queste molecole influenzano la crescita dei vasi sanguigni. Hanno provato due tipi di ponteggi con differenti molecole di binding delle integrine. Entrambi i ponteggi contenevano anche la proteina VEGF. Hanno trovato che uno degli scaffali ricostruttivi – legati con l’integrina conosciuta come “α3 / α5β1” – ha funzionato veramente bene. Ha diretto una qualità superiore di riparazione e di rigenerazione dei vasi sanguigni. Inoltre, si è scoperto che gli scaffali ricostruttivi di legame α3 / α5β1 hanno anche guidato la forma del vaso sanguigno, cioè un processo chiamato morfogenico di segnalazione. L’altra impalcatura vincolante di integrine testata ha avuto ancora problemi con i vasi sanguigni che accusavano evidenti perdite e schiumosi. “Oltre al sostegno strutturale per nuovi tessuti e vasi sanguigni, l’aggiunta di specifiche molecole di binding e di integrine per α3 / α5β1, sollecita il tessuto circostante a sviluppare vasi sanguigni forti e ben definiti rispetto a quelli che abbiamo testato e, dove il nuovo sangue , -ha detto Segura-, mentre nei nuovi vasi sanguigni in precedenza questi ultimi erano inclini a perdite e si agitavano troppo vicini “.L’autore principale della ricerca Shuoran Li, dottorando UCLA del 2017, consigliato da Segura e collaborato da Thomas Carmichael, neurologo e neuroscienziato (Scuola di Medicina di David Geffen ad UCLA) e Thomas Barker, professore di ingegneria biomedica (Università della Virginia).In questo lavoro, è stato dimostrato che il legame di integrine può dettare la struttura dei vasi sanguigni in vitro con il controllo di legame α3 / α5β1, con conseguente reti estese che si collegano con i rami dei vasi sanguigni esistenti. Quindi i ricercatori utilizzando gli stessi scaffali ricostruttivi α3 / α5β1– nei topi hanno visto che i vasi sanguigni formati accusavano perdite in quantità minore a seguito di ictus. Il prossimo passo, prevederebbe l’utilizzo di molecole di integrine vincolanti con altre tecnologie idrogel , in quanto queste ultime hanno dimostrato di possedere buone promesse per il recupero funzionale a lungo termine dopo l’ictus, ma nei quali i vasi sanguigni appena cresciuti non erano robusti. “Attualmente non esiste alcuna terapia, -ha dichiarato Carmichael– per promuovere la riparazione e il recupero del cervello dopo l’ictus” . ” Tutte le terapie nel tratto si concentrano a parare gli effetti sul blocco iniziale nei vasi sanguigni del cervello che portano ad ictus. L’ictus è la causa più comune di disabilità adulta. La ricerca è emozionante perché dimostra un modo vitale per trasformare tessuti morti e degenerati a seguito dell’ictus che possono consentire la crescita di nuovi e ben formati vasi sanguigni nell’area interessata all’ictus “.

Hanno collaborato inoltre Lina Nih, studioso post-dottorato UCLA e membro del laboratorio di Segura, senza trascurare l’inclusione di ricercatori UCLA dai dipartimenti di chimica e biochimica, ingegneria meccanica e aerospaziale e ingegneria elettrica, della Georgia Tech, dell’Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong, Cina e, NovuMind Inc. Santa Clara, California. Segura e collaboratori hanno lavorato su biomateriali per la riparazione del tessuto, incluso un gel iniettabile (distinto perciò da questa attuale ricerca) e, più recentemente, le prove hanno mostrato che il gel potrebbe ridurre l’infiammazione e promuovere la migrazione delle cellule progenitrici neurali, al sito dell’ictus.

 

Cassini si produce nel gran finale: ultimo tuffo nell’atmosfera di Saturno

NASA :  L’atto finale sarà l’immersione della navicella spaziale Cassini tra Saturno e i suoi anelli

La sonda Cassini della NASA è di nuovo in contatto con la Terra dopo il successo del primo tuffo attraverso la stretta fessura entro il pianeta Saturno e i suoi anelli, il 26 aprile del 2017. La sonda aggiungerà nuovi file d’informazioni scientifiche e nuove modalità d’ingegneria sui dati gestiti. Durante questa transizione è stata gestita da Deep Space Network _Goldstone, complesso di controllo della NASA nel deserto del Mojave_California. Il segnale della DSN acquisito da Cassini il 26 aprile 2017 mentre i dati che fluiscono, sono cominciati  ad arrivare il 27 aprile.

Dopo quasi 20 anni nello spazio, la sonda Cassini della NASA ha iniziato il capitolo finale della sua straordinaria storia di esplorazione: il suo gran finale. Tra aprile e settembre 2017, Cassini intraprenderà una serie audace di orbite che è, in molti modi,  una nuova missione. A seguito di un passaggio ravvicinato finale della luna di Saturno, Titano

Immagini di Titano una delle lune di Saturno

, Cassini salterà gli anelli di ghiaccio del pianeta e inizierà una serie di 22 immersioni settimanali entro il pianeta e gli anelli. Nessun altra navicella spaziale ha mai esplorato questa singola area. Ciò che apprendiamo e apprenderemo dalle orbite, come tesi finale contribuirà a migliorare la comprensione su come i pianeti giganti – e  quindi i sistemi planetari in tutto il mondo – si formano ed evolvono.

Sull’orbita finale, Cassini s’immergerà anche nell’’atmosfera di Saturno, rimandando una nuova e unica informazione scientifica fino alla fine. Dopo aver perso il contatto con la Terra, la sonda brucerà come una meteora, diventando parte del pianeta stesso.

L’esplorazione audace.

Il gran finale di Cassini è  molto più di un tuffo finale del veicolo spaziale in Saturno. Quel drammatico evento è la chiave di volta di sei mesi di esplorazione audace e di scoperta scientifica. E quei sei mesi sono il capitolo finale emozionante di un viaggio storico che prosegue da 20 anni. A volte, la navicella ha fiancheggiato il bordo molto interno degli anelli; altre volte, ha sfiorato i bordi esterni dell’atmosfera. La squadra-operazione è consapevole dei rischi e comprende, come ci potrebbero essere ancora sorprese. E ‘il tipo di avventura audace da intraprendere solo alla fine della missione. Come Cassini farà l’ultimo tuffo verso Saturno, la sonda raccoglierà alcune informazioni incredibilmente ricche e preziose: era troppo rischioso ottenerle all’inizio della missione. La sonda farà mappe dettagliate dei campi gravitazionali e magnetici di Saturno, rivelando come il pianeta è organizzato internamente, e, eventualmente, contribuirà a risolvere il mistero fastidioso di quanto è in rotazione velocemente.

Saturno

Satruno come lo vede la sonda Cassini

Immagini di Satruno ripreso dalla sonda Cassini

Le immersioni finali sapranno migliorare notevolmente la conoscenza di quanto materiale è negli anelli, portandoci più vicini alla comprensione delle loro origini. I rivelatori di particelle di Cassini campioneranno particelle degli anelli ghiacciati bianchi, incanalati nell’atmosfera dal campo magnetico di Saturno. Le sue telecamere faranno sorprendenti immagini ultra-strette degli anelli e delle nuvole di Saturno. L’immagine finale di Cassini verrà inviata sulla Terra parecchie ore prima del tuffo finale, anche se il veicolo spaziale a questo scopo farà un tuffo fatale nell’atmosfera del pianeta, saprà mandare a casa i nuovi dati in tempo reale. Misure importanti verranno dallo spettrometro di massa, che  campiona l’atmosfera di Saturno, raccontando la sua composizione fino a toccare, cioè sino a quando la sonda sarà perduta. E’sempre triste quando un lavoro volge al termine, il  tuffo finale di Cassini è una fine davvero spettacolare per uno dei viaggi più scientificamente ricchi , intrapresi nel nostro sistema solare. Dal lancio nel 1997 al Grand Final del 2017, la missione Cassini-Huygens avrà collezionato una lista notevole di successi. Entro il 2017, Cassini avrà trascorso 13 anni in orbita attorno a Saturno, a seguito di un viaggio di sette anni dalla Terra. La sonda sta esaurendo il combustibile per i razzi utilizzati nella regolazione della rotta. Se lasciata incontrollata, questa condizione avrebbe poi impedito agli operatori di prevenzione della missione di controllare il funzionamento della navicella. Due lune di Saturno, Encelado

Encelado una delle lune di Saturno come è stata ripresa dalla sonda Cassini

e Titano, hanno catturato i titoli delle notizie negli ultimi dieci anni, per i dati inviati da Cassini e rivelato il loro potenziale per contenere abitabili – o almeno- ambienti “prebiotici”. Al fine di evitare la possibilità che un giorno Cassini  si scontrasse con una di queste lune, la NASA ha scelto di distruggere in modo sicuro la navicella nell’atmosfera di Saturno. Cassini non potrà perciò contaminare i futuri studi di potenziale abitabilità e della vita su quelle lune.

Osiris Rex alla ricerca degli asteroidi trojan della Terra

Un veicolo spaziale della NASA ha iniziato la sua ricerca per una classe enigmatica di oggetti vicini alla Terra noti come asteroidi troian. OSIRIS-Rex, questa particolare sonda spaziale,ora è in un viaggio di andata di due anni verso l’asteroide Bennu e, spenderà quasi due settimane alla ricerca di prove concrete su questi piccoli corpi.

La sonda OSIRIS-Rex ha già ricercato nel territorio degli asteroidi troian. La ricerca è stata avviata, appena la navicella è transitata nella regione lagrangiana [L4] della Terra.
Gli asteroidi troian, sono intrappolati in pozzi gravitazionali stabili, chiamati punti di Lagrange, che precedono o seguono un pianeta. OSIRIS-Rex ora è in viaggio verso il quarto punto di Lagrange della Terra, che si trova a 60° davanti in orbita della Terra intorno al Sole, circa a 150 milioni di chilometri dal nostro pianeta. Il team della missione avrà l’occasione di prendere più immagini della zona con fotocamera MapCam della sonda, nella speranza di individuare nella regione asteroidi Terra-trojan.
Anche se gli scienziati hanno scoperto migliaia di asteroidi troian che accompagnano altri pianeti, solo un asteroide trojan è stato identificato fino ad oggi, l’asteroide 2010 tk7. Ma si prevede che ci dovrebbero essere più Trojan che condividono l’orbita della Terra, difficili da individuare dalla Terra, appena appaiono nei pressi del Sole sull’orizzonte della Terra.
“Poiché il quarto punto di Lagrange terrestre è relativamente stabile,-ha detto Dante Lauretta- è possibile che resti del materiale che ha costruito Terra intrappolato all’interno. Questa ricerca offre l’opportunità unica di esplorare i mattoni primordiali della Terra.”
La ricerca già iniziata, proseguirà. Ogni giorno di osservazione, la fotocamera MapCam della sonda, proporrà 135 immagini d’indagine che saranno elaborate ed esaminati dagli scienziati d’imaging della missione presso l’Università di Arizona-Tucson. Il piano di studi prevede anche l’opportunità per MapCam di ricavare un’immagine di Giove, diverse galassie, e gli asteroidi della fascia principale 55 Pandora, 47 Aglaja e 12 Victoria.
• Se la squadra scopre eventuali nuovi asteroidi, la ricerca sarà utile. Le operazioni necessarie per la ricerca di asteroidi trojan sono molto simili a quelli richiesti per la ricerca dei satelliti naturali e altri potenziali pericoli intorno a Bennu quando la sonda si avvicinerà al suo obiettivo, nel 2018. Essere in grado di praticare queste operazioni mission-critical in anticipo, aiuterà la squadra di Osiride-Rex a ridurre i rischi della missione, una volta che il veicolo spaziale arriva a Bennu.
• Punto di Lagrange L4
• 2010 TK7
• 2010 TK7 è il primo asteroide troiano della Terra conosciuto.
• L’oggetto è stato scoperto nell’ottobre del 2010 attraverso il Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), telescopio orbitante della NASA per l’osservazione nell’infrarosso, in prossimità del punto di Lagrange L4, che precede la Terra nella sua orbita attorno al Sole. Un telescopio spaziale è un satellite oppure una sonda spaziale lanciata con l’espresso scopo di osservare pianeti, stelle, galassie e altri oggetti celesti, esattamente come un telescopio basato a terra. Sono stati lanciati numerosi telescopi spaziali, che hanno contribuito enormemente alla nostra conoscenza del cosmo. Successive osservazioni nel visibile hanno permesso di stabilire che l’asteroide segue una traiettoria complessa (indicata come librazione) attorno a tale punto di equilibrio, confermandone la natura di asteroide troiano della Terra.
• Per 2010 TK7 è stato stimato un diametro di circa 300 m.

• Punto di Lagrange L5
• Allo stato attuale, nessun oggetto è stato confermato, né sono stati individuati potenziali oggetti orbitanti in corrispondenza di L5.
Nel 2017 la sonda OSIRIS-REx ha sorvolato il punto di Lagrange L5 e ha effettuato delle osservazioni per cercare eventuali asteroidi troiani. I dati del sorvolo devo essere ancora esaminati.
Un oggetto particolare legato alla Terra è l’asteroide 3753 Cruithne, un oggetto di 5 km posto in una particolare orbita detta a ferro di cavallo; si tratterebbe con probabilità di un legame temporaneo. Diversi altri oggetti scoperti presentano orbite simili, tuttavia benché siano in risonanza 1:1 con l’orbita terrestre, non sono considerabili troiani in quanto non librano attorno ai punti di Lagrange L4 ed L5.

Il Goddard Space Flight Center della NASA gestisce globalmente la missione, l’ingegneria dei sistemi e la garanzia della sicurezza e della missione per OSIRIS-Rex. Dante Lauretta (University of Arizona_Tucson), è il principale ricercatore, e l’Università dell’Arizona porta anche il team scientifico e la pianificazione di osservazione della missione e la trasformazione. Lockheed Martin Space Systems di Denver ha costruito il veicolo spaziale e fornisce il controllo e le operazioni di volo. Goddard e KinetX Aerospace sono responsabili per la navigazione del veicolo spaziale OSIRIS-Rex. OSIRIS-Rex è la terza missione programmata da New Frontiers della NASA. Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama e, gestisce il programma New Frontiers dell’agenzia per la Science Mission Directorate _Washington.
OSIRIS-Rex è stato lanciato nel 2016 da Cape Canaveral, per un viaggio di andata e ritorno da Bennu. Durante la missione che si sviluppa nell’arco temporale di 7 anni, la nave spaziale andrà su Bennu, mappando in dettaglio l’asteroide e restituendo un campione di materiale di superficie sulla Terra. Appena OSIRIS-Rex farà uno stretto passaggio della Terra il 22 settembre 2017, potrà “prendere in prestito” una piccola quantità di energia orbitale del pianeta per aumentare l’inclinazione del veicolo spaziale e fiondarsi nello spazio per un incontro ravvicinato con Bennu. Nel mese di marzo, OSIRIS-Rex ha anche raggiunto la sua distanza più lontana dal nostro pianeta prima di arrivare nel luogo dello spazio detto “Terra Gravity Assist”. Il veicolo spaziale viene tenuto sotto controllo mentre si dirige verso la Terra per il suo sorvolo.