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REGISTRO DE OBRAS

Creato per la prima volta un modello 3D di microbiota intestinale umano

Una interessante sfida tra scienza e arte si fa presente in quest'ultimi settimane con Musei e gallerie chiuse

Guardate  queste risultato della ricerca dell 'Università di Pisa e l' Università Politecnica delle Marche pubblicata sulla

rivista Scientific ReportsVERSIONE SPAGNOLA

"Un gruppo di scienziati ha per la prima volta creato in laboratorio un modello 3D in vitro di  A microbiota intestinale color

microbiota intestinale umano. Il modello permetterà in futuro di comprendere gli effetti di farmaci e

alimenti sui singoli individui e di personalizzare terapie e dieta.

La ricerca illustrata con un articolo sulla rivista Scientific Reports è stata condotta da Giovanni

Vozzi ed Emilia Ghelardi dell'Università di Pisa e da Monica Mattioli Belmonte dell'Università Politecnica delle Marche.

"Attualmente non esistono altri dispositivi capaci di riprodurre con tale fedeltà topologica, meccanica e biochimica la generazione e l'evoluzione del microbiota intestinale umano – spiega il bioingegnere Giovanni Vozziil modello è costituito da strutture polimeriche naturali nanofabbricate sulle quali abbiamo innestato le colture di microbiota intestinale, questo ci ha permesso di replicare in modo fedele lo strato di biofilm batterico presente nell'intestino umano così da valutare l'effetto di farmaci, probiotici, prebiotici e degli alimenti sulla composizione e biodiversità delle popolazioni microbiche residenti".

Nell'ambito della ricerca, il gruppo di Giovanni Vozzi, ha realizzato la struttura, in termini tecnici lo A microbiota BN

"scaffold" polimerico naturale elettrofilato, su cui è stato impiantato il biofilm batterico.

Il gruppo di Emilia Ghelardi, si è occupato invece della semina e della crescita del microbiota

intestinale sul supporto polimerico e della sua caratterizzazione mediante studi di metagenomica

e real-time PCR quantitativa.

Giovanni Vozzi è professore al dipartimento di Ingegneria dell'Informazione e al Centro di Ricerca

"E. Piaggio", insieme a lui hanno collaborato alla ricerca Carmelo De Maria, Francesca Montemurro, Francesco Biagini, Anna

Lapomarda, Aurora De Acutis e Chiara Magliaro. Emilia Ghelardi è professoressa al dipartimento di Ricerca

Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia e il suo team comprende Marco Calvigioni,

Alessandra Vecchione, Francesco Celandroni e Diletta MazzantiniA PIELONEFRITIS

I due gruppi dell'ateneo pisano collaborano da tempo allo sviluppo di piattaforme bioingegneristiche

utili in medicina. Su questo argomento si sono già aggiudicati un progetto MIT-UNIPI che

riguardava lo studio dell'influenza del microbiota intestinale sulla pielonefrite, una malattia

infiammatoria del rene.

"Abbiamo dato l'avvio a questo filone di ricerca – conclude Emilia Ghelardi – perché siamo convinti che l'insorgere, l'acutizzarsi o il cronicizzarsi di alcune patologie siano mediati dal microbiota e che quest'ultimo abbia un ruolo predominante nel determinare l'efficacia della terapia farmacologica. Capire bene come ciò che ingeriamo alteri il metabolismo e la funzionalità degli organi permetterà in futuro di cambiare la visione sul modo di curare una patologia, affiancando ad ogni terapia una giusta dieta e personalizzando il tutto"

(De: https://www.unipi.it/index.php/news/item/19879-creato-per-la-prima-volta-un-modello-3d-di-microbiota-intestinale-umano ). Imágenes de Google; traducido por la Redacción del Blog

 

Individuati 5 geni coinvolti in due processi moleculari dil Covid-19

Vi proponiamo una News de la Scuola Normale Superiore di data novembre 17 2020, interessante perche coinvolge a studiosi dell' ateneo, ma anche per l'importanza del tema.

Un riassunto tra questa pubblicazione e l'abstract del Nature (https://www.nature.com/articles/s41586-020-03065-y   inglese nel originale), che speriamo sia dil vostro interesse. VERSIONE SPAGNOLA

Abstract:

Host-mediated lung inflammation is present, and drives mortality, in critical illness caused by Covid A COVI19

-19. Host genetic variants associated with critical illness may identify mechanistic targets for

therapeutic development. 

Here we report the results of the GenOMICC (Genetics Of Mortality In Critical Care) genome-wide

association study (GWAS) in 2244 critically ill Covid-19 patients from 208 UK intensive care units (ICUs).

We identify and replicate novel genome-wide significant associations, on chr12q24.13 (rs10735079, p=1.65 x 10-8) in a

gene cluster encoding antiviral restriction enzyme activators (OAS1, OAS2OAS3), on chr19p13.2 (rs2109069, p=2.3 x 10-

12) near the gene encoding tyrosine kinase 2 (TYK2), on chr19p13.3 (rs2109069, p=3.98 x 10-12) within the gene

encoding dipeptidyl peptidase 9 (DPP9), and on chr21q22.1 (rs2236757, p=4.99 x 10-8) in the interferon receptor gene

IFNAR2A 5 Geni 2021

We identify potential targets for repurposing of licensed medications: using Mendelian

randomisation we found evidence in support of a causal link from low expression of

IFNAR2, and high expression of TYK2, to life-threatening disease; transcriptome-wide

association in lung tissue revealed that high expression of the monocyte/macrophage

chemotactic receptor CCR2 is associated with severe Covid-19.

Our results identify robust genetic signals relating to key host antiviral defence mechanisms, and mediators of inflammatory organ damage in Covid-19. Both mechanisms may be amenable to targeted treatment with existing drugs. Large-scale randomised clinical trials will be essential before any change to clinical practice.

(Da: https://www.nature.com/articles/s41586-020-03065-y , modificato per il Blog)

SNS-News:

Francesco Raimondi, del gruppo di Bioinformatica del Laboratorio di Biologia Bio@SNS della Scuola Normale, ha

partecipato alla pubblicazione sulla rivista Nature di uno studio internazionale dal titolo "Genetic mechanisms of critical

illness in Covid-19", guidato dall'Università di Edimburgo e, per la parte italiana, dall'Università di Siena, con la

professoressa Alessandra Renieri, docente del Dipartimento di Biotecnologie Mediche e responsabile della U.O.C. Genetica

Medica dell'Azienda Ospedaliera Universitaria Senese, come coordinatrice del Progetto Multicentrico GEN-COVID, a cui

partecipano oltre 40 ospedali italiani.

Lo studio, basato su dati di 2.244 pazienti con Covid-19 critici di 208 Unità di terapia intensiva del Regno Unito, individua 5 geni coinvolti in due processi molecolari responsabili di Covid-19 grave, ed è stato condotto con metodi di analisi tradizionali del DNA chiamati GWAS, utilizzati per individuare un'associazione tra particolari geni e malattie.

Il gruppo di Bioinformatica del BIO@SNS, guidato da Francesco Raimondi, è attivamente coinvolto  A 5GENI

per ulteriori sviluppi del progetto derivanti da analisi più avanzate di intelligenza artificiale in

collaborazione con Simone Furini del Dipartimento Biotecnologie Mediche dell'Università di Siena e

Marco Gori del Siena Artificial Intelligence Lab, che metteranno in evidenza le complesse

interazioni tra geni nel determinismo della malattia"

(Da: https://normalenews.sns.it/individuati-5-geni-coinvolti-in-due-processi-molecolari-responsabili-

di-covid-19-grave, modificato per il Blog)

Nello studio hanno participato diversi ospedali di tutto il mondo, e tra noi, questi specialisti

dell'Università degli Studi di Siena: Elisa Benetti e Simone Furini; Francesca Montagnani, Arianna Emiliozzi, Massimiliano

Fabbiani, Barbara Rossetti e Giacomo Zanelli; Elena Bargagli, Laura Bergantini Miriana D'Alessandro, Paolo Cameli e David

Bennet; Federico Anedda, Simona Marcantonio, Sabino Scolletta e Federico Franch); Maria Antonietta Mazzei e Susanna

Guerrini; Edoardo Conticini, Luca Cantarini e Bruno Frediani;. Per l'Ospedale di San Donato di Arezzo: Danilo Tacconi e

Chiara Spertilli; Marco Feri e Alice Donati; Raffaele Scala e Luca Guidelli.

Per l'Ospedale Misericordia di Grosseto; Genni Spargi e Marta Corridi; Cesira Nencioni e Leonardo Croci; Gian Piero Caldarelli;
Per l'Azienda USL Toscana Sud Est di Arezzo: Maurizio Spagnesi, Paolo Piacentini, Maria Bandini, Elena Desanctis e Silvia Cappelli; Anna Canaccini, Agnese Verzuri e Valentina Anemoli.

Dell' ASST Paolo e Carlo, Università di Milano: Antonella D'Arminio Monforte e Esther Merlini; per la Fondazione IRCCS Policlinico San Matteo di Pavia: Mario U. Mondelli, Stefania Mantovani e Serena Ludovisi.

Del Dipartamento di Medicina Interna dell'Università di Pavia: Mario U. Mondelli e Serena Ludovisi; del dipartamento di Anestesia e CI dell'Università di Modena e Reggio Emilia-Modena: Massimo Girardis, Sophie Venturelli e Marco Sita; per il dipartamento di malattie infettive IRCCS, Lazzaro Spallanzani di Roma: Andrea Antinori e Alessandra Vergori; per l'Unità di malattie infettive ASST-FBF-Sacco di Milano: Stefano Rusconi e Agostino Riva; per il Dipartmento di Scienze biomediche e Scienze Cliniche Luigi Sacco dell'Università di Milano: Stefano Rusconi, Matteo Siano, Arianna Gabrieli e Agostino Riva.
Per il Dipartamento di Malattie infettive del dipartmento di Medicina 2, Azienda Ospedaliera di Perugia e Università di Perugia, Ospedale di Santa Maria: Daniela Francisci e Elisabetta Schiaroli.

Dipartimento di Malattie Infettive, ospedale di Treviso, ASL 2 Marca Trevigiana, Treviso: Pier Giorgio Scotton e Francesca Andretta; Clinica per le Malattie Infettive, Ospedale di Mestre, Venezia: Sandro Panese; Clinica per le Malattie Infettive, ULSS1, Belluno: Renzo Scaggiante e Francesca Gatti; Dipartimento di Medicina Molecolare, Università di Padova: Saverio Giuseppe Parisi; Dipartimento di Malattie Infettive e Tropicali, Università di Brescia e ASST Spedali Civili di Brescia: Francesco Castelli, Maria Eugenia Quirós-Roldán e Paola Magro; Dipartimento di Medicina Molecolare e Traslazionale della Università di Brescia, Laboratorio di Chimica Clinica, Sezione di Citogenetica e Genetica Molecolare, Dipartimento Diagnostico, ASST Spedali Civili di Brescia: Isabella Zanella; Genetica Medica e Unità di Laboratorio di Genetica Medica, A.O.R.N. Antonio Cardarelli a Napoli: Matteo Della Monica e Carmelo Piscopo; Dipartimento di Medicina Molecolare e Biotecnologia Medica dell'Università Federico II di Napoli: Mario Capasso, Roberta Russo, Immacolata Andolfo e Achille Iolascon; CEINGE Biotecnologie Avanzate a Napoli: Mario Capasso, Roberta Russo, Immacolata Andolfo e Achille Iolascon; IRCCS SDN di Napoli: Mario Capasso; Unità di Fisiopatologia Respiratoria, AORN dei Colli Aminei, Ospedale Monaldi di Napoli: Giuseppe Fiorentino.

Divisione di Genetica Medica e Fondazione IRCCS Ospedale Casa Sollievo della Sofferenza di San Giovanni Rotondo: Massimo Carella, Marco Castori e Giuseppe Merla; Dipartimento delle Scienze Mediche: Filippo Aucella; Ufficio di Sperimentazione Clinica:: Pamela Raggi, Carmen Marciano e Rita Perna.

Università Cattolica di Medicina, Ospedale Gemelli IRCCS, Roma: Maurizio Sanguinetti e Luca Masucci; Dipartimento di Malattie Cardiovascolari, Università di Siena: Serafina Valente; Unità di Otorrinolaringologia, Università di Siena: Marco Mandalà, Alessia Giorli e Lorenzo Salerni; Dipartimento di Medicina Interna, ASST Valtellina e Alto Lario, Sondrio: Patrizia Zucchi e Pierpaolo Parravicini; Coordinatore dello Studio di Oncologia Medica e Ufficio Flussi a Sondrio: Elisabetta Menatti; Dipartimento di Malattie Infettive e Tropicali Università di Padova: Stefano Baratti; Dipartimento di Primo Soccorso, Ospedale Luigi Curto, Polla, Salerno: Tullio Trotta, Ferdinando Giannattasio e Gabriella Coiro; ASL – Dipartimento Farmaceutico di Grosseto, ASL Toscana Sud Est: Fabio Lena; U.O.C. Laboratorio di Genetica Umana, IRCCS Istituto G. Gaslini, Genova: Domenico A. Coviello.

Clinica per le Malattie Infettive, Università di Modena e Reggio Emilia: Cristina Mussini; Dipartimento di Malattie respiratorie, Azienda Ospedaliera di Cremona: Giancarlo Bosio ed Enrico Martinelli; U.O.C. Medicina, ASST Milano Nord, Ospedale Bassini, Cinisello Balsamo: Sandro Mancarella e Luisa Tavecchia; Istituto Auxologico Italiano, IRCCS, Ospedale di San Luca, Milano: Lia Crotti; Dipartimento di Medicina e Chirurgia, Università Milano-Bicocca: Lia Crotti.

Università di Siena, DIISM-SAILAB: Nicola Picchiotti e Marco Gori; Dipartimento di Matematica, Università di Pavia: Nicola Picchiotti; Università Costa Azzurra, Inria, CNRS, I3RS, Maasai, Nizza, Francia: Marco Gori; Studio Medico Indipendente, Milano: Chiara Gabbi; Data Scientist Indipendente, Milano: Maurizio Sanarico; Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria (DEIB), Politecnico di Milano: Stefano Ceri e Pietro Pinoli; Scuola Normale Superiore, Pisa: Francesco Raimondi e il CNR-Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Biologia e Biotecnologia Agraria (IBBA), Milano: Filippo Biscarini e Alessandra Stella.

(Da: https://www.nature.com/articles/s41586-020-03065-y ). Nature dicembre 2020.

Immagini di Google.  NdR: la redacción agradece la amable colaboración de Filomena Curcio

Nel cervello l’unità di percezione e azione, per UniPi e UniFi

'Una ricerca degli atenei di Firenze e Pisa apre una nuova prospettiva di conoscenza su come il cervello coniuga il sistema motorio e quello percettivo. VERSIONE SPAGNOLA

a neuroni2020

Il legame fra la percezione della realtà e l'azione su di essa affascina i neuroscienziati da sempre.

L'indagine sul modo in cui il cervello percepisca e come interagisca con l'ambiente circostante è al

centro della loro riflessione.

Una recente pubblicazione su Trends in Cognitive Sciences  Volume 25, Issue 1, Pp.: 24-36, January 01, 2021 di

ricercatori dell'Ateneo fiorentino, in collaborazione con l'Università di Pisa, apre un nuovo scenario e formula un modello

secondo cui percezione e azione non sono due processi staccati ma nascono insieme, sviluppano un'unità profonda.TRENDS 1

Esiste un legame preciso fra il sistema motorio e quello percettivo ("A

Sensorimotor Numerosity System"

 https://doi.org/10.1016/j.tics.2020.10.009 ).

"Da molto tempo – spiega Giovanni Anobile, protagonista della ricerca

insieme a Roberto Arrighi e David Burr del dipartimento Neurofarba, e

Elisa Castaldi del Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove

Tecnologie in Medicina e Chirurgia dell'Università di Pisa – si è capito che nelle fasi iniziali il cervello analizza le varie

componenti della realtà attraverso meccanismi (visivi, acustici...) indipendenti ma quello che è meno chiaro è come queste

informazioni vengano integrate fra loro a formare una rappresentazione univoca della realtà a cui tutti noi siamo abituati.

All'inizio del XXI secolo, una nuova teoria, l'ATOM Theory, ideata da Vincent Walsh, ha affrontato questo problema

proponendo l'esistenza di un unico meccanismo capace di elaborare tutti i dati della realtà che riguardano una quantità

(la grandezza, la durata, la numerosità). Una sorta di sistema integrato che unifica le percezioni e si interfaccia con i

meccanismi  del cervello preposti a programmare e poi eseguire una azione".

La ricerca odierna fa un passo ulteriore e ipotizza sperimentalmente che il sistema con cui il cervello conosce la realtà e vi

agisce sia unitario: non solo le percezioni sono integrate fra loro, ma l'azione stessa interagisce con la percezione, il sistema

è percettivo-motorioTRENDS 2

Per dimostrare che una causa nel sistema motorio ha un effetto su come

percepiamo, ai partecipanti degli esperimenti veniva richiesto di eseguire un certo

numero di movimenti della mano (oscillazioni alto-basso).

Dopo di ciò essi dovevano stimare quanti stimoli visivi vedevano (in un insieme o in

una sequenza) o quanti suoni udivano.

"I risultati hanno dimostrato – racconta Roberto Arrighi - che dopo la produzione di un numero elevato di azioni (cioè quando ai soggetti veniva chiesto di oscillare molte volte la mano), i partecipanti sottostimavano la numerosità degli stimoli presentati successivamente.

Al contrario, la produzione di un basso numero di azioni provocava una sovrastima. Anche soggetti non vedenti dalla nascita hanno mostrato lo stesso effetto con stimoli acustici".

Con altri esperimenti si è potuto poi constatare che l'esecuzione di un certo numero di azioni non solo modifica le stime della numerosità degli stimoli visivi o acustici ma va anche a interferire con il livello di confidenza (livello di sicurezza) delle risposte date.

Inoltre effetti simili sono stati misurati anche quando ai partecipanti veniva chiesto di giudicare la durata temporale o la posizione nello spazio di alcuni stimoli visivi. "Si può ipotizzare che nel cervello esista un sistema percettivo motorio – commenta Arrighi – che gestisce le informazioni di qualunque stima quantitativa delle dimensioni di spazio, tempo e numero".

Il legame tra percezione delle quantità ed azione non si limita solo alle azioni compiute con le mani, ma anche ai movimenti dei nostri occhi. Il legame tra percezione delle quantità ed azione non si limita solo alle azioni compiute con le mani, ma anche ai movimenti dei nostri occhi.

"I risultati che abbiamo ottenuto – commenta Elisa Castaldi - hanno infatti dimostrato che siamo in grado di orientare il nostro sguardo verso l'insieme di oggetti più numeroso in un tempo estremamente breve, circa 190 millisecondi.

Questo suggerisce l'esistenza di un meccanismo che supporta movimenti quasi automatici degli occhi e che potrebbe essere filogeneticamente molto antico ed avere un chiaro vantaggio evolutivo (es. nella rapidità di identificare il gruppo più numeroso di nemici)".

"L'ipotesi sintetica, frutto di questi molteplici esperimenti, è che il modulo cerebrale che calcola le quantità lo faccia attraverso neuroni senso-motori, che integrano percezione e azione - commenta David Burr.

Per cui in ogni situazione in cui dobbiamo rapidamente mettere in relazione il numero di oggetti che vediamo (es. il numero di castagne su un tavolo) con il numero di azioni necessarie a conseguire un certo scopo (es. raccogliere tutte le castagne dal tavolo e porle in un paniere), un sistema integrato riuscirebbe immediatamente a interfacciare i due processi (quello visivo e quello motorio) diminuendo la possibilità di errori ed il tempo necessario per l'elaborazione di tali informazioni".

Le ricerche effettuate hanno anche una ricaduta sul legame ipotizzato tra abilità matematiche TRENDS 3

formali (quelle apprese a scuola) e abilità motorie. La nuova teoria apre ulteriori prospettive

anche su questo fronte, promuovendo un nuovo approccio per la comprensione e il trattamento

dei disturbi evolutivi che impediscono l'apprendimento della matematica (discalculia).

Lo studio è frutto di una rete di eccellenza che coinvolge i due atenei toscani e ben quattro

progetti finanziati dal Ministero dell'Istruzione Italiana e dalla Commissione Europea: il progettto

ERC GenPercept di cui è titolare David Burr, due progetti di rilevante interesse nazionale (PRIN) di cui sono

responsabili David Burr e Roberto Arrighi ed infine un progetto Marie Curie Individual Fellowship, ospitato

all'Università di Pisa e coordinato da Elisa Castaldi.

(De: https://www.unipi.it/index.php/news/item/19721-nel-cervello-l-unita-di-percezione-e-azione Foto: Trends in Cognitive Scienze VOLUME 25, ISSUE 1, P24-36, JANUARY 01, 2021 e Google. Traduzione e modifiche per la redazione del Blog)

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