Archive for 27 Luglio 2015

Scoperto il meccanismo (siRNA) che inibisce la crescita tumorale (Twist)

Usando nanoparticelle per fornire un acido nucleico (siRNA) in cellule tumorali di  modelli murini, gli scienziati provenienti da UCLA e Città della Speranza hanno inibito il meccanismo che guida la crescita del cancro.

 

Quando gli scienziati sviluppano terapie del cancro, hanno come bersaglio le caratteristiche che rendono la malattia mortale: la crescita del tumore, metastasi, recidive e la resistenza ai farmaci. In tumori epiteliali – tumori del seno, ovaie, della prostata, della pelle e alla vescica, che iniziano nel rivestimento degli organi – sono tutti processi controllati da un programma genetico chiamato transizione epitelio-mesenchimale.

La transizione epitelio-mesenchimale è regolata da una proteina chiamata Twist, che influenza direttamente lo sviluppo del cancro, la sua diffusione ad altri organi e il suo ritorno dopo la remissione.

In un passo importante verso lo sviluppo di una nuova terapia  è che gli obiettivi della transizione epitelio-mesenchimale, per gli  scienziati di UCLA e Città della Speranza sono diventati il ​​primo accorgimento, in grado di inibire il meccanismo di Twist. Hanno usato nanoparticelle per fornire un acido nucleico chiamato piccolo RNA interferente o siRNA, nel tumore delle cellule. In modelli murini, offrendo siRNA in cellule tumorali, questo inibisce l’espressione di torsione, che a sua volta riduce transizione epitelio-mesenchimale e quindi riduce notevolmente le dimensioni dei tumori.

“Siamo stati veramente sorpresi dall’effetto drammatico,fornendo siRNA  a Twist, -ha detto Tamanoi, professore di microbiologia, immunologia e genetica molecolare e direttore del programma di trasduzione del segnale e terapie presso lo Jonsson Cancer Center- in quanto dimostra l’efficacia del nostro trattamento e ci incoraggia a esplorare su ciò che sta accadendo al tumore.”

In studi precedenti, siRNA ha dimostrato di arrestare efficacemente l’espressione genica in cellule tumorali coltivate in laboratorio. La tecnica non era stata efficace negli organismi viventi perché gli enzimi nel sangue, chiamati nucleasi, degradano siRNA prima che possa raggiungere le cellule tumorali.

Per aggirare questo problema, l’UCLA e la Città dei ricercatori,hanno attaccato siRNA all’esterno un particolare tipo di nanoparticelle sviluppata da Zink, chiamata nanoparticelle di silice mesoporosa. Nello studio, le nanoparticelle sono state rivestite con una sostanza chiamata polietilenimina, che agiva di legante e proteggeva il siRNA quando veniva iniettato nel sangue. Di conseguenza, le nanoparticelle potrebbero accumularsi nelle cellule tumorali e il siRNA può riuscire ad inibire l’espressione delle cellule di Twist.

Notevole l’effetto di queste nanoparticelle: dando ai topi siRNA-caricata una volta alla settimana, per sei settimane, era inibita la crescita del tumore, ed era spento non solo Twist ma anche gli altri geni,  che sono sotto controllo, del processo di transizione epitelio-mesenchimale.

“Questo risultato conferma l’importanza critica di Twist e-ha detto Glackin, professore che ha studiato la funzione di Twist da venti anni-  nel processo di transizione epitelio-mesenchimale, che promuove l’invasione tumorale e la metastasi in molti tumori.

Twist è riattivato in un certo numero di tumori metastatici compresi il carcinoma mammario triplo negativo, il melanoma e il cancro ovarico. Per arrestare il processo di transizione epitelio-mesenchimale, Zink e Tamanoi, ora, possono sviluppare nuove scelte terapeutiche per questi tumori.

Un altro dato importante è che la chiusura dell’espressione tumorale, denominata Twist consente alle cellule tumorali di superare la resistenza ai farmaci contro il cancro.

I ricercatori ora stanno lavorando per progettare una nanoparticella di nuova generazione che consentirà la consegna di siRNA  a Twist e molecole di droga per il cancro nella stessa nanoparticella – un potenziale uno-due che ostacolerebbe la transizione epitelio-mesenchimale e distruggerebbe, le cellule tumorali.

Zink  ha detto in anticipo che tutto questo sarebbe possibile a causa della struttura del tipo specifico di nanoparticelle i ricercatori stanno utilizzando. “Nanoparticelle di silice mesoporosa contenente migliaia di pori, -ha detto Zink, professore di chimica e biochimica dell’UCLA e pioniere nella progettazione e sintesi di nanoparticelle di silice mesoporosa e multifunzionale- consente lo stoccaggio e la consegna dei farmaci antitumorali da parte delle stesse nanoparticelle che hanno siRNA attaccata ai loro esterni”.

Lo studio, è stato condotto da Jeffrey Zink e Fuyu Tamanoi, entrambi membri del California Institute NanoSystems e Jonsson Comprehensive Cancer Center della UCLA, e Carlotta Glackin di City of Hope Cancer Center. Gli altri autori sono stati James Finlay e Cai Roberts, e lo studente laureato UCLA, Juyao Dong. Ricerca sostenuta dal National Cancer Institute e Fondazione Famiglia  Parvin.

Fattore della crescita tumorale

La proteina Twist

E' l'acido nucleico che trasportato dalle nanoparticelle inbisce Twist

E’ l’acido nucleico che trasportato dalle nanoparticelle inbisce Twist

Lanciato il satellite MSG-4 da Kourou

Dopo il lancio di MSG-3 nel 2012, il quarto e ultimo satellite della missione Meteosat Second Generation è stato lanciato. Come i suoi precursori, il satellite MSG-4 è stato posto in cima ad un razzo Ariane 5 dallo spazioporto del  consorzio europeo di Kourou, nella Guiana Francese. Con gli altri satelliti MSG ancora operativi, MSG-4 sarà messo in ‘archiviazione in orbita’. Verrà utilizzato per colmare il divario tra MSG-3 e MSG-2 cioè i satelliti meteo di seconda generazione.I satelliti MSG sono gestiti come un sistema a due satellitari che continuamente ritornano immagini dettagliate di Europa, Africa e parti dell’Atlantico e dell’Oceano Indiano ogni 15 minuti, per l’uso operativo dai meteorologi. La ragione della duplicazione è semplice: garantire la continuità del servizio in caso di guasto del satellite.I satelliti meteorologici sono diventati così della nostra vita quotidiana ed ogni lunga lacuna nella copertura del servizio è diventata inconcepibile. Il Meteosat Second Generation (MSG-1) via satellite è diventato operativo il 29 gennaio 2004, ed è stato rinominato Meteosat-8. Il secondo MSG, Meteosat-9, è stato lanciato il 21 dicembre 2005. Il lancio di un terzo MSG, Meteosat-10, è stato cronometrato in data 5 luglio 2012 per la transizione dal Meteosat-8 invecchiato. Tutti lanciati su un vettore Ariane 5 dallo stesso sito di lancio – Kourou nella Guyana Francese. Il servizio è attualmente fornito dal Meteosat-10 e dal Meteosat-9 invecchiato. Inoltre, Meteosat-8 fornisce il back-up, tra cui la presa in consegna rapida scansione durante le interruzioni pianificate di Meteosat-9.L’ultimo della serie di quattro satelliti MSG, l’MSG-4, (sarà rinominato Meteosat-11) è stato lanciato nel mese di luglio 2015. Ci vorranno più servizi per garantire il corretto passaggio alla Meteosat di terza generazione (MTG) nel 2019. Pur mantenendo il design a forma di tamburo dei loro predecessori Meteosat, i nuovi veicoli spaziali MSG sono due volte e mezzo più grandi ed hanno molte funzionalità di imaging in più. Ognuno ha una massa lancio di due tonnellate. L’ESA da 30 anni, costruisce satelliti orbitali meteorologici europei: la serie Meteosat di veicoli spaziali geostazionari, il primo dei quali lanciato nel 1977. Il successo dei primi Meteosats ha portato alla creazione dell’Organizzazione europea per l’esercizio di Meteorologia Satelliti, Eumetsat, nel 1986.ESA e Eumetsat hanno lavorato insieme sulla seconda generazione del satellite, progettati per fornire immagini meteorologiche continue per i meteorologi europei su base operativa. L’ESA ha progettato e sviluppato il primo satellite MSG,procurando gli altri quattro a nome di Eumesat.Nel frattempo Eumetsat ha definito il carico utile in base alle esigenze degli utenti, procurando il segmento di terra e lanciarazzi, e il funzionamento del sistema. Previsori e ricercatori europei beneficiano dei dati avanzati e delle immagini fornite per la serie Meteosat.Questi satelliti meteorologici anticipati forniscono informazioni chiave e immagini per le previsioni meteorologiche, nonché altre applicazioni quali l’idrologia, l’agricoltura, gli studi ambientali e diprevenzione dei rischi e  gli avvertimenti di disastri. I dati raccolti sono abitualmente utilizzati per lo studio della meteorologia e dei cambiamenti climatici.

Massa e strumentazione tecnologica notevole per questo satellite metereologico

Il satellite MSG-4 lanciato da Kourou

L’attività delle emissioni gassose nella cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko

Uno studio recente rivela che diciotto fosse,  quasi – circolari, nell’emisfero settentrionale della sono responsabili della sua aureola di polvere e gas.

Un certo numero di getti di polvere che emergono dalla cometa di Rosetta

sbuffi gassosi dalla cometa  67 P

sbuffi gassosi dalla cometa 67 P

possono essere fatti risalire ai box attivi probabilmente formati da un improvviso crollo della superficie. Queste “doline” stanno fornendo materiale per dare uno sguardo all’ interno caotico e diversificato della cometa.

Rosetta ha monitorato l’attività della cometa 67P / Churyumov-Gerasimenko da più di un anno, osservando come il suo alone di polvere e gas cresce  appena la cometa si avvicina al Sole lungo la sua orbita.

Da una distanza di qualche centinaio di chilometri, Rosetta ha osservato un ventaglio intricato dei getti polvere emessi dal nucleo, come flusso nello spazio. Ora, grazie a immagini ad alta risoluzione della fotocamera OSIRIS da una distanza di soli 10-30 km dal centro della cometa, ottenute lo scorso anno, alcuni di questi getti di polvere possono essere ricondotte a posizioni specifiche sulla superficie: ed è la prima volta che questo accade.

Diciotto pozzi quasi circolari sono stati identificati nell’emisfero nord della cometa, alcuni dei quali sono fonte di continua attività.

Le fosse sono alcune di decine e alcune di centinaia di metri di diametro e si estendono fino a 210 m sotto la superficie di un pavimento coperto da polvere liscia. Il materiale è stato visto per essere  continuamente emesso e quindi registrato, dai box più attivi.

“Vediamo getti derivanti dalle zone fratturate delle pareti interne dei box. Queste fratture significano che, gas volatili intrappolati sotto la superficie, -afferma Jean-Baptiste Vincent dell’Istituto Max Planck per la ricerca sul sistema solare-, possono essere riscaldati più facilmente e poi sfuggire nello spazio “.

Gli scienziati che analizzano le immagini pensano che le fosse si formano quando il soffitto di una cavità del sottosuolo diventa troppo sottile per sostenere il proprio peso e crolla come una dolina. Ciò espone l’interno fratturato della cometa, permettendo  a materiali altrimenti nascosti di sublimare, continuando così ad erodere la fossa nel tempo.

“Anche se pensiamo che il crollo che produce una buca sia improvviso, – dice Sebastien Besse, del centro tecnico ESTEC dell’ESA, nei Paesi Bassi- la cavità nel sottosuolo poroso potrebbe avere tempi crescenti, sopra, molto più lunghi”.

Si suggeriscono tre modi possibili per i quali  si formano i vuoti.

Il suolo ricco di polveri e di alcune fosse

Un’idea è che sono esistiti, fin da quando la cometa si formò, a causa di molte collisioni a bassa velocità tra primordiali blocchi che la edificarono e, che erano da decine a centinaia di metri, come dimensioni. Il crollo del tetto sopra un tale vuoto potrebbe quindi essere attivato attraverso l’indebolimento della superficie, forse per sublimazione o tramite scuotimento sismico ovverossia per l’ impatto provocato da massi, poi espulsi da altre zone, sulla cometa.

Un’altra possibilità è la sublimazione diretta di sacche di ghiaccio volatili come l’anidride carbonica e monossido di carbonio sotto la sua superficie, riscaldata dal calore del sole che penetra attraverso uno strato superiore, di polvere isolante.

In alternativa, la sublimazione potrebbe essere guidata dall’energia liberata dal ghiaccio inteso come acqua, quando cambia il suo stato fisico da amorfo a cristallino e poi, sublimando l’anidride carbonica e il monossido di carbonio circostanti ,che sono ghiacci più volatili.

Se uno di questi ultimi due processi è la forza motrice, allora il fatto che i box non si vedono ovunque può indicare una distribuzione irregolare dei ghiacci, appena nominati, all’interno della  cometa.

“Indipendentemente dei processi che creano le cavità, -aggiunge Sebastien – queste caratteristiche ci mostrano che ci sono grandi differenze strutturali e / o di composizione, entro le prime poche centinaia di metri di superficie della cometa e, le cavità stanno rivelando materiali relativamente grezzi che potrebbero non essere altrimenti visibili”.

Le caratteristiche interne rivelate sulle pareti del pozzo variano in modo significativo da buca a buca, e includono materiale fratturato e terrazze, strati orizzontali e striature verticali, e / o strutture globulari, soprannominate a ‘pelle d’oca’.

“Pensiamo che potremmo essere in grado di utilizzare i box -spiega Jean-Baptiste. per caratterizzare l’età relativa della superficie della cometa: più pozzi ci sono in una regione, la più giovane e c’è sotto una superficie meno elaborata”.

“Ciò è confermato da recenti osservazioni del sud di questo piccolo mondo: questo è più altamente trasformato perché riceve molta più energia rispetto all’emisfero settentrionale, e non sembra per visualizzare strutture consimili”.

Le fosse attive sono particolarmente ripide, considerando che fosse, senza alcuna attività osservata, sono meno profonde e possono invece indicare le regioni che erano attive in passato. Il team suggerisce che i pozzi attivi sono i più giovani, mentre pozzi di mezza età  sono individuati da massi  che mostrano sui loro piani e che sono caduti dai lati. Nel frattempo, i pozzi più vecchi hanno degradato in strutture simili a  grandi cerchioni e sono pieni di polvere.

“Stiamo continuando ad analizzare le nostre osservazioni -aggiunge Sebastien – per vedere se questa teoria è vera, e se questa ‘serie storica’ è , ad esempio legata all’evoluzione termica interna della cometa .Pensiamo che la maggior parte dei pozzi attivi debba essere stata presente, già da diverse orbite intorno al Sole, altrimenti ci saremmo aspettati di vedere una serie di esplosioni e come i loro crolli, siano stati innescati, questa volta.”

Rosetta ha testimoniato uno di questi sfoghi gassosi, durante il suo avvicinamento alla cometa nell’ aprile 2014, e si pensa che abbia generato tra i 1000 kg e 100.000 kg di materiale. Gli autori dello studio, affermano che il collasso di un pozzo possa essere il driver per questo sfogo, ma solo una piccola frazione del volume totale di un tipico pozzo sarebbe potuto essere liberato ,in quel momento.

Ad esempio, data la densità cometa media misurata di 470 kg per metro cubo, la rapida evacuazione di una tipica grande fossa di 140 m larghezza e 140 m di profondità,comporterebbe il rilascio di circa un miliardo di chilogrammi di materiale, di diversi ordini di grandezza superiori com’è stata osservato nell’ aprile 2014.

“Siamo molto interessati a vedere come -afferma Matt Taylor, scienziato del progetto Rosetta dell’ESA– queste cave attive si evolvono e come testimoniano anche la formazione di un nuovo pozzo.

Essere in grado di osservare i cambiamenti nella cometa, in particolare l’attività di collegamento per le caratteristiche della superficie, è una capacità fondamentale di Rosetta e ci aiuterà a capire come le superfici interne e la cometa si siano evoluti fin dalla sua formazione. E con la proroga della missione fino al settembre 2016, saremo in grado di fare il miglior lavoro possibile a svelare come funzionano le comete.”