La doppia capacità di rigenerazione del tritone / The double capacity of regeneration of the triton

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

A differenza degli altri anfibi in grado di rigenerare arti, organi e tessuti, i tritoni conservano perfettamente intatta questa capacità anche nella loro forma matura. Ma i meccanismi che la sostengono sono differenti: nella forma larvale intervengono le riserve di cellule staminali; mentre dopo la metamorfosi alcune cellule adulte "regrediscono" a uno stadio più indifferenziato

C'è un doppio meccanismo all'origine della straordinaria capacità dei tritoni di rigenerare arti e organi. A scoprirlo è un gruppo di ricercatori dell'Università di Tsukuba, che firmano un articolo pubblicato su "Nature Communications".

Molti anfibi hanno una buona capacità di rigenerazione, che è particolarmente spiccata negli urodeli e fra questi nella famiglia dei salamandridi. In generale però essa si riduce o scompare quando l'animale raggiunge la forma adulta e matura.

Per esempio, l'axolotl (Ambystoma mexixanum) è uno dei "campioni" della rigenerazione grazie al fatto che tendenzialmente passa tutta la vita allo stadio larvale, senza compiere la metamorfosi finale; se per caso la compie perde gran parte della capacità di rigenerarsi. Il tritone invece è in grado di rigenerare pressoché tutte le parti del corpo - dalla coda alle mascelle fino a parti dell'occhio come la retina e il cristallino - anche dopo la metamorfosi.

Ora, in una serie di complessi esperimenti su tritoni della specie Cynops pyrrhogaster , Chikafumi Chiba e colleghi hanno dimostrato che il tritone sfrutta due differenti meccanismi di rigenerazione a seconda dell'età. Nella rigenerazione degli arti allo stadio larvale intervengono infatti cellule staminali progenitrici del muscolo, di cui in quella fase esiste ancora una nutrita scorta, che però si assottiglia notevolmente dopo la metamorfosi. Questo è probabilmente anche il meccanismo in atto negli altri urodeli.

Nella forma adulta, invece, la rigenerazione è opera delle cellule delle fibre muscolari scheletriche, che regrediscono temporaneamente a uno stato meno differenziato, per iniziare a proliferare producendo numerose

cellule che poi tornano a differenziarsi. In un certo senso, l'animale riesce a compiere in modo naturale una parte del complicato processo usato in laboratorio dai ricercatori per passare da cellule adulte a staminali pluripotenti indotte.

La comprensione del meccanismo che permette al tritone di passare da un meccanismo di rigenerazione all'altro e la definizione dei suoi dettagli genetici e biochimici potrebbe avere interessanti ricadute nel campo della medicina rigenerativa.

ENGLISH

Unlike the other amphibians able to regenerate limbs, organs and tissues, the tritons keep this ability intact even in their mature form. But the mechanisms that support it are different: in the larval form the stem cell reserves intervene; while after the metamorphosis some adult cells "regress" to a more undifferentiated stage

There is a double mechanism at the origin of the extraordinary ability of tritons to regenerate limbs and organs. To find out is a group of researchers from the University of Tsukuba, who sign an article published in "Nature Communications".

Many amphibians have a good capacity for regeneration, which is particularly pronounced in the urodel and among these in the salamandrid family. In general, however, it is reduced or disappears when the animal reaches the adult and mature form.

For example, axolotl (Ambystoma mexixanum) is one of the "champions" of regeneration due to the fact that it tends to spend all of its life in the larval stage, without making the final metamorphosis; if by chance it does, it loses much of its ability to regenerate itself. The triton instead is able to regenerate almost all parts of the body - from the tail to the jaws to parts of the eye such as the retina and the crystalline - even after the metamorphosis.

Now, in a series of complex experiments on tritons of the species Cynops pyrrhogaster, Chikafumi Chiba and colleagues have shown that the newt uses two different mechanisms of regeneration according to age. In the regeneration of the limbs in the larval stage intervene stem cells progenitor of the muscle, of which in that phase still exists a nourished stock, that however is considerably thinner after the metamorphosis. This is probably also the mechanism in place in the other urodeles.

In the adult form, instead, the regeneration is the work of the skeletal muscle fibers cells, which temporarily regress to a less differentiated state, to begin to proliferate producing numerous cells that then come back to differentiate. In a sense, the animal can naturally accomplish a part of the complicated process used in the laboratory by researchers to switch from adult cells to induced pluripotent stem cells.

The understanding of the mechanism that allows the tritone to move from one mechanism of regeneration to another and the definition of its genetic and biochemical details could have interesting repercussions in the field of regenerative medicine.

Da;

http://www.lescienze.it/news/2016/03/31/news/tritone_rigenerazione_arti_organi_forma_adulta_staminali-3035764/

La cellula che permette al verme una rigenerazione completa / The cell that allows the worm a complete regeneration

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Due planarie./ Two planarians

Uno studio sulla planaria ha permesso di caratterizzare il sottogruppo di staminali adulte particolarmente versatili che permettono a questo verme di rigenerarsi completamente anche dopo le lesioni più devastanti. La scoperta potrà avere ricadute nel campo della medicina rigenerativa

Un particolare tipo di cellula staminale capace di rigenerare un organismo intero mortalmente danneggiato è stato identificato nella planaria, un verme platelminto noto per le sue capacità di rigenerazione. La scoperta - opera di un gruppo di ricercatori dello Stowers Institute for Medical Research a Kansas City diretto da Alejandro Sánchez Alvarado, che firmano un articolo su "Cell" - ha interessanti ricadute per lo sviluppo della medicina rigenerativa.

Gli organismi multicellulari si sviluppano a partire da una singola cellula che si divide in due cellule identiche, poi quattro e così via.

All'inizio, ciascuna di queste cellule staminali embrionali è totipotente, ossia è in grado di dar luogo a tutti i tipi di cellule possibili del corpo. Via via che le divisioni proseguono, però, queste cellule perdono parte di questa capacità diventando prima pluripotenti (capaci di generare tutti i tipi di cellule del corpo, meno quelle germinali), multipotenti (generano solo alcuni tipi di cellule) e unipotenti (un solo tipo di cellule).

Per quanto è noto, negli esseri umani dopo la nascita non rimangono cellule staminali pluripotenti, ma nelle planarie ce n'è ancora un buon numero anche nell'organismo adulto, e a esse - chiamate neoblasti - sono dovute le capacità rigenerative dell'animale.

Per questa ragione, i neoblasti sono da tempo oggetto di studio, ma finora non si era riusciti a caratterizzarli in modo da poterli identificare con certezza nella popolazione cellulare adulta, né in quella delle staminali presenti nell'adulto.

Sfruttando una combinazione di tecniche - dalla biologia molecolare alla citometria a flusso, dalla bioinformatica alla microscopia - Sánchez Alvarado e colleghi hanno dapprima scoperto che 

i neoblasti si distinguono per la presenza di un marcatore di cellule staminali noto come piwi-1.

Tuttavia, da successivi esperimento è emerso che non tutte le staminali con piwi-1 sono realmente neoblasti, ma che ne esistono ben 12 sottogruppi differenti, uno solo dei quali - detto Nb2 - appare in grado di esprimere al massimo le capacità rigenerative.

Le cellule Nb2 esprimono un gene che codifica per un particolare proteina di membrana della famiglia delle tetraspanine, proteine evolutivamente molto antiche di cui si sa ancora molto poco.

A sinistra le sottopopolazioni di staminali con il marcatore piwi-1. La sottopopolazione Bb2 esprime anche la proteina TSPAN-1 (in verde, al centro). Se una cellula di questo gruppo viene trapiantata in una planaria danneggiata letalmente, ne permette la rigenerazione completa a destra diversi momenti del processo di rigenerazione dopo il trapianto). (Cortesia Sánchez Alvarado Lab) / On the left the stem subpopulations with the piwi-1 marker. The Bb2 subpopulation also expresses the TSPAN-1 protein (in green, in the center). If a cell from this group is transplanted into a lethally damaged planar, it allows complete regeneration on the right several moments of the regeneration process after transplantation).

Per avere la conferma che  le le Nb2 fossero effettivamente dei neoblasti, i ricercatori hanno trapiantato una singola cellula di questo tipo in cento planarie sottoposte a livelli letali di radiazioni. Nel giro di poco tempo, le cellule trapiantate hanno ripopolato l'organismo irradiato, permettendo agli animali di sopravvivere.

La scoperta - ha detto Sánchez Alvarado - "apre la porta a una serie di esperimenti che prima non erano possibili. E il fatto che il marcatore che abbiamo scoperto sia espresso non solo nelle planarie ma anche negli esseri umani suggerisce che alcuni meccanismi rigenerativi possano essersi conservati almeno in parte anche in noi, e che si possa trovare il modo di sfruttarli a fini medici."

ENGLISH

A planarian study has allowed to characterize the sub-group of particularly versatile adult stem cells that allow this worm to regenerate completely even after the most devastating lesions. The discovery will have repercussions in the field of regenerative medicine

A particular type of stem cell capable of regenerating a mortally damaged whole organism has been identified in the planar, a platelminth worm known for its regeneration capabilities. The discovery - by a group of researchers from the Stowers Institute for Medical Research in Kansas City directed by Alejandro Sánchez Alvarado, who sign an article on "Cell" - has interesting repercussions for the development of regenerative medicine.

Multicellular organisms develop from a single cell that is divided into two identical cells, then four cells and so on.

At the beginning, each of these embryonic stem cells is totipotent, that is, it is able to give rise to all the possible types of cells in the body. As the divisions continue, however, these cells lose part of this capacity becoming first pluripotent (capable of generating all types of cells in the body, minus those of the germinal), multipotent (generate only some types of cells) and unipotent (one cell type).

To confirm that the Nb2 was actually neoblasts, the researchers transplanted a single cell of this type into one hundred planarians subjected to lethal levels of radiation. Within a short time, the transplanted cells repopulated the irradiated organism, allowing the animals to survive.

The discovery - said Sánchez Alvarado - "opens the door to a series of experiments that were not possible before, and the fact that the marker we discovered is expressed not only in planarians but also in humans suggests that some regenerative mechanisms may have preserved at least partly in us, and that we can find ways to exploit them for medical purposes. "

Da:

http://www.lescienze.it/news/2018/06/18/news/planaria_rigenerazione_organismo_staminali_neoblasti-4019392/?ref=nl-Le-Scienze_22-06-2018

Un nuovo metodo per produrre DNA artificiale / A new method to produce artificial DNA

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Un gruppo dell'Università di Berkeley ha ideato un nuovo metodo per sintetizzare sequenze di DNA. Basato su un enzima naturale, il metodo, una volta perfezionato, potrebbe superare le limitazioni del metodo attuale, che è molto costoso e poco affidabile quando si superano le 200 coppie di basi.

Nel tumultuoso progresso delle ricerche in campo biomedicale, c’è un processo che è rimasto pressoché inalterato per 40 anni: la produzione di DNA artificiale.

Ora un gruppo del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), in California, ha annunciato la messa a punto di una nuova metodica, descritta sulle pagine di “Nature Biotechnology”, per generare sequenze di DNA più rapidamente, con maggiore accuratezza e a costi inferiori rispetto a quella usata finora, il cosiddetto metodo Caruthers.

Una molecola di DNA può essere immaginata come una scala di corda con pioli rigidi, formata da unità elementari, chiamate nucleotidi. Ogni nucleotide è formato dallo zucchero desossiribosio (da cui acido desossiribolucleico, nome completo del DNA), da un gruppo fosfato e da una base azotata, che può essere solo di quattro tipi: adenina, citosina, guanina e timina.

Nel modello della scala, le corde laterali sono formate dagli zuccheri e dai gruppi fosfato e ogni piolo è formato da una coppia di basi azotate legate tra loro in un unico modo: adenina-timina oppure guanina-citosina. Non sono possibili altri appaiamenti.

Per ottenere un gene, cioè una sequenza di coppie di basi in grado di conservare l’informazione necessaria per la sintesi di una proteina, bisogna collegare migliaia di questi gradini. Per farlo, le strade sono due: prelevare un gene da un organismo vivente, oppure farlo sintetizzare da un’azienda specializzata.

“In questo secondo caso, si va su un sito Internet e si ordinare la sequenza: la consegna avviene in due settimane circa”, spiega Daniel Arlow, che ha partecipato allo studio. "Al costo di circa 300 dollari a gene, una ricerca su migliaia di geni può costare molto cara”.

Il metodo Caruthers 

sfrutta i principi della chimica organica per legare tra loro le unità elementari del DNA, una alla volta. Rimasto per decenni lo standard di riferimento in tutto il mondo, ha un inconveniente importante perché ha un limite di 200 coppie di basi, oltre il quale non è più affidabile e può produrre sequenze errate.

Considerando i problemi di lunghezza delle sequenze e gli alti costi, i ricercatori del Berkeley Lab hanno pensato di progettare un nuovo metodo di sintesi basato su un enzima chiamato transferasi terminale deossinucleotidica (terminal deoxynucleotidyl transferase, TDT), che si trova nel sistema immunitario dei vertebrati ed è uno dei pochi enzimi in natura che “scrive” nuovo DNA senza bisogno di copiarlo da altre sequenze dello stesso tipo. Inoltre, è anche molto rapido perché mette in fila circa 200 nucleotidi al minuto. 

Il problema è che per sfruttare il TdT occorre forzarlo ad aggiungere un solo nucleotide e poi a fermarsi, altrimenti continuerebbe ad aggiungere sequenze ripetute dello stesso nucleotide.

Gli autori ci sono riusciti legando un nucleotide a ogni enzima TdT un collegamento sacrificabile, che si perde una volta che il nucleotide in questione viene aggiunto alla sequenza. In questo modo, l’enzima viene rimosso non appena completata l’operazione e il processo può continuare con un altro nucleotide fissato a un altro enzima TdT.

Keasling e colleghi hanno dimostrato il metodo producendo manualmente una sequenza di 10 basi. La strada per ottimizzare il processo e arrivare alle applicazioni è ancora lunga, ma i ricercatori sono fiduciosi che alla fine riusciranno a produrre un gene di 1000 basi in un colpo solo, alla velocità del metodo chimico.

ENGLISH

A group from the University of Berkeley has devised a new method to synthesize DNA sequences. Based on a natural enzyme, the method, once perfected, could overcome the limitations of the current method, which is very expensive and unreliable when exceeding 200 base pairs.

In the tumultuous progress of research in the biomedical field, there is a process that has remained almost unchanged for 40 years: the production of artificial DNA.

Now a group of the Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), in California, has announced the development of a new method, described on the pages of "Nature Biotechnology", to generate DNA sequences faster, with greater accuracy and at lower costs. compared to the one used so far, the so-called Caruthers method.

A DNA molecule can be imagined as a rope ladder with rigid pegs, formed of elementary units, called nucleotides. Each nucleotide is made from deoxyribose sugar (from which deoxyribolyucleic acid, complete name of DNA), from a phosphate group and from a nitrogenous base, which can only be of four types: adenine, cytosine, guanine and thymine.

In the scale model, the lateral cords are formed by sugars and phosphate groups and each peg is formed by a pair of nitrogenous bases linked together in a single way: adenine-thymine or guanine-cytosine. No other pairing is possible.

To obtain a gene, that is a sequence of pairs of bases able to preserve the information necessary for the synthesis of a protein, it is necessary to connect thousands of these steps. To do this, there are two ways: take a gene from a living organism, or let it be synthesized by a specialized company.

"In this second case, we go to an Internet site and order the sequence: delivery takes about two weeks", explains Daniel Arlow, who took part in the study. "At a cost of about $ 300 a gene, research into thousands of genes can cost a lot of money."

The Caruthers method exploits the principles of organic chemistry to bind together the elementary units of DNA, one at a time. It has remained the reference standard all over the world for decades, it has an important drawback because it has a limit of 200 base pairs, beyond which it is no longer reliable and can produce incorrect sequences.

Considering the problems of length of the sequences and the high costs, the researchers of the Berkeley Lab have decided to design a new method of synthesis based on an enzyme called terminal deoxynucleotide transferase (terminal deoxynucleotidyl transferase, TDT), which is found in the immune system of vertebrates and is one of the few enzymes in nature that "writes" new DNA without needing to copy it from other sequences of the same type. In addition, it is also very fast because it lines up around 200 nucleotides per minute.

The problem is that to exploit the TdT it is necessary to force it to add a single nucleotide and then to stop, otherwise it would continue to add repeated sequences of the same nucleotide.

The authors succeeded by binding a nucleotide to each TdT enzyme a sacrificable link, which is lost once the nucleotide in question is added to the sequence. In this way, the enzyme is removed as soon as the operation is completed and the process can continue with another nucleotide fixed to another TdT enzyme.

Keasling and colleagues demonstrated the method by manually producing a sequence of 10 bases. The way to optimize the process and get to applications is still long, but the researchers are confident that eventually they will be able to produce a gene of 1000 bases in one go, at the speed of the chemical method.

Da:

http://www.lescienze.it/news/2018/06/19/news/nuovo_metodo_dna_artificale-4020736/?ref=nl-Le-Scienze_22-06-2018

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E-dermis gives sense of touch to fingertips of prosthetic hands / L'e-derma dà il senso del tatto alla punta delle dita delle mani protesiche

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

(Credit: Larry Canner/JHU)

Engineers at Johns Hopkins University have created e-dermis, a form of electronic skin that brings a sense of touch to the fingertips of prosthetic hands.

Made of fabric and rubber laced with sensors to mimic nerve endings, e-dermis is claimed to recreate a sense of touch – and pain – by sensing stimuli and relaying the impulses back to the peripheral nerves. The work has been published in Science Robotics.

“This is interesting and new, because now we can have a prosthetic hand that is already on the market and fit it with an e-dermis that can tell the wearer whether he or she is picking up something that is round or whether it has sharp points,” said Luke Osborn, a graduate student in biomedical engineering.

Human skin contains receptors that relay sensations to the brain, providing a biological template for the research team, which includes members from the Johns Hopkins departments of Biomedical Engineering, Electrical and Computer Engineering, and Neurology, and from the Singapore Institute of Neurotechnology.

Bringing a more human touch to modern prosthetic designs is critical, especially when it comes to incorporating the ability to feel pain, Osborn said.

Video credit: Science Robotics/AAAS

“Pain is, of course, unpleasant, but it’s also an essential, protective sense of touch that is lacking in the prostheses that are currently available to amputees,” he said. “Advances in prosthesis designs and control mechanisms can aid an amputee’s ability to regain lost function, but they often lack meaningful, tactile feedback or perception.”

E-dermis conveys information to the amputee by stimulating peripheral nerves in the arm, making so-called phantom limbs – where an amputee has the sensation that a missing body part is still there – come to life. According to JHU, e-dermis does this by electrically stimulating the amputee’s nerves in a non-invasive way, through the skin, said the paper’s senior author, Nitish Thakor, a professor of biomedical engineering and director of the Biomedical Instrumentation and Neuroengineering Laboratory at Johns Hopkins.

“For the first time, a prosthesis can provide a range of perceptions, from fine touch to noxious to an amputee, making it more like a human hand,” said Thakor, co-founder of Infinite Biomedical Technologies, the Baltimore-based company that provided the prosthetic hardware used in the study.

In order to restore a full spectrum of tactile sensations, the team created a “neuromorphic model” that mimicked the touch and pain receptors of the human nervous system. This allowed the e-dermis to electronically encode sensations just as the receptors in the skin would. Tracking brain activity via electroencephalography, the team determined that the test subject was able to perceive these sensations in his phantom hand.

The researchers then connected the e-dermis output to the volunteer by using transcutaneous electrical nerve stimulation. In a pain-detection task, the team determined that the test subject and the prosthesis were able to experience a natural, reflexive reaction to pain while touching a pointed object and non-pain when touching a round object.

The e-dermis was tested over the course of one year on an amputee who volunteered in the Neuroengineering Laboratory at Johns Hopkins.

“After many years, I felt my hand, as if a hollow shell got filled with life again,” said the anonymous amputee who acted as the team’s principal volunteer tester.

The researchers plan to further develop the technology and better understand how to provide meaningful sensory information to amputees in the hope of making the system ready for widespread use.

ITALIANO

Gli ingegneri della Johns Hopkins University hanno creato l'e-derma, una forma di pelle elettronica che dà un senso del tatto alla punta delle dita delle mani protesiche.

Realizzato in tessuto e gomma cucita con sensori per imitare le terminazioni nervose, l'e-derma è chiamato a ricreare un senso del tatto e del dolore attraverso il rilevamento di stimoli e la trasmissione degli impulsi ai nervi periferici. Il lavoro è stato pubblicato su Science Robotics.

"Questo è interessante e nuovo, perché ora possiamo avere una mano protesica che è già sul mercato e adattarla con un e-derma che può dire a chi lo indossa se sta raccogliendo qualcosa che è rotondo o se ha una forma a punti ", ha detto Luke Osborn, uno studente laureato in ingegneria biomedica.

La pelle umana contiene recettori che trasmettono sensazioni al cervello, fornendo un modello biologico per il gruppo di ricerca, che comprende membri dei dipartimenti Johns Hopkins di Ingegneria biomedica, Ingegneria elettrica e informatica e Neurologia e dell'Istituto di neurotecnologia di Singapore.

Portare un tocco più umano ai moderni progetti protesici è fondamentale, specialmente quando si tratta di incorporare la capacità di provare dolore, ha affermato Osborn.

"Il dolore è, ovviamente, spiacevole, ma è anche un senso del tatto essenziale e protettivo che manca nelle protesi attualmente disponibili per gli amputati", ha affermato. "I progressi nei progetti di protesi e nei meccanismi di controllo possono aiutare la capacità di un amputato di recuperare la funzione persa, ma spesso mancano di feedback o percezione sensati e tattili".

L'E-derma trasmette informazioni all'amputee stimolando i nervi periferici del braccio, facendo sì che i cosiddetti arti fantasma - dove un amputato ha la sensazione che una parte del corpo mancante sia ancora lì - prendono vita. Secondo JHU, l'e-derma lo fa stimolando elettricamente i nervi dell'amputato in modo non invasivo, attraverso la pelle, ha detto l'autore senior del giornale, Nitish Thakor, professore di ingegneria biomedica e direttore del laboratorio di strumentazione biomedica e neuroingegneria a Johns Hopkins.

"Per la prima volta, una protesi in grado di fornire una gamma di percezioni, dal tocco raffinato al nocivo di un amputato, rendendolo più simile a una mano umana", ha detto Thakor, co-fondatore di Infinite Biomedical Technologies, la compagnia con sede a Baltimora che ha fornito l'hardware protesico utilizzato nello studio.

Al fine di ripristinare un ampio spettro di sensazioni tattili, il gruppo ha creato un "modello neuromorfico" che imitava i recettori del dolore del sistema nervoso umano. Ciò ha permesso all'e-derma di codificare elettronicamente le sensazioni proprio come farebbero i recettori nella pelle. Seguendo l'attività cerebrale tramite elettroencefalografia, il gruppo ha determinato che il soggetto del test era in grado di percepire queste sensazioni nella sua mano fantasma.

I ricercatori hanno quindi collegato l'output di e-derma al volontario utilizzando la stimolazione del nervo elettrico transcutaneo. In un compito di rilevamento del dolore, il gruppo ha determinato che il soggetto del test e la protesi sono stati in grado di provare una reazione naturale e riflessiva al dolore mentre toccava un oggetto appuntito e non dolore quando toccava un oggetto rotondo.

L'e-derma è stato testato nel corso di un anno su un amputato che ha fatto volontariato nel Neuroingegneria di Johns Hopkins.

"Dopo molti anni, ho sentito la mia mano, come se un guscio vuoto si riempisse di nuovo di vita", ha detto l'amputato anonimo che è stato il principale tester volontario del gruppo.

I ricercatori prevedono di sviluppare ulteriormente la tecnologia e comprendere meglio come fornire informazioni sensoriali significative agli amputati nella speranza di rendere il sistema pronto per l'uso diffuso.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/e-dermis-prosthetic/?cmpid=tenews_5500274&utm_medium=email&utm_source=newsletter&utm_campaign=tenews&adg=B69ABBDE-DA23-4BA2-B8C3-86E1E1A9FA79

Photoacoustic Computed Tomography May Replace Mammographies for Breast Cancer Screening. La tomografia computerizzata fotoacustica può sostituire le mammografie per lo screening del cancro al seno.

Photoacoustic Computed Tomography May Replace Mammographies for Breast Cancer Screening. The procedure of the ENEA patent RM2012A000637 is very useful in this application. / La tomografia computerizzata fotoacustica può sostituire le mammografie per lo screening del cancro al seno. Il procedimento del brevetto ENEA RM2012A000637 è molto utile in questa applicazione.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Though mammography helps to provide early detection of breast cancer, it is a modality that suffers from limitations, particularly in dense breasts.

A new technology, developed at Caltech, may have the potential to eclipse mammographies for spotting cancerous lesions. The photoacoustic system sends near-infrared laser light into breast tissue and detectors are used to spot ultrasonic waves that return. Because the light is absorbed disproportionately by hemoglobin molecules, their signal is stronger, and they end up more visible to the detector. Since most of the hemoglobin is present within blood vessels, the scan effectively shows the outline of the local vasculature.

Tumors are highly vascularized, so the presence of lots of vessels surrounding a lesion strongly points to the potential for the presence of cancer. It is capable of resolving objects as small as a quarter of a millimeter at a tissue depth of 4 centimeters.

The technology, referred to as photoacoustic computed tomography, or PACT, requires only 15 seconds to scan a breast and doesn’t expose the patient to any dangerous radiation.

PACT will require extensive testing before it’s introduced as a commonly used modality in clinical practice. Hopefully soon, though, women will be able to avoid painful breast compressions, too many false positives, and the unnecessary biopsies that often follow.

ITALIANO

Sebbene la mammografia aiuti a fornire una diagnosi precoce del tumore al seno, è una modalità che soffre di limitazioni, in particolare nei seni densi.

Una nuova tecnologia, sviluppata da Caltech, potrebbe potenzialmente eclissare le mammografie per individuare lesioni cancerose. Il sistema fotoacustico invia la luce del laser vicino all'infrarosso nel tessuto mammario e i rivelatori sono utilizzati per individuare le onde ultrasoniche che ritornano. Poiché la luce viene assorbita in modo sproporzionato dalle molecole di emoglobina, il loro segnale è più forte e finiscono per essere più visibili al rilevatore. Poiché la maggior parte dell'emoglobina è presente nei vasi sanguigni, la scansione mostra efficacemente il profilo del sistema vascolare locale.

I tumori sono altamente vascolarizzati, quindi la presenza di molti vasi che circondano una lesione indica fortemente il potenziale per la presenza di cancro. È in grado di risolvere oggetti piccoli come un quarto di millimetro a una profondità del tessuto di 4 centimetri.

La tecnologia, denominata tomografia computerizzata fotoacustica o PACT, richiede solo 15 secondi per eseguire la scansione di un seno e non esporre il paziente a radiazioni pericolose.

Il PACT richiederà test approfonditi prima di essere introdotto come modalità comunemente usata nella pratica clinica. Speriamo presto, però, in modo che le donne saranno in grado di evitare dolorose compressioni al seno, troppi falsi positivi e le biopsie non necessarie che spesso seguono.

Da:

https://www.medgadget.com/2018/06/photoacoustic-computed-tomography-may-replace-mammographies-for-breast-cancer-screening.html