10 Sviluppi recenti nella salute umana che probabilmente vi siete persi

La salute umana è un argomento che riguarda direttamente tutti noi. Dalle scoperte che promettono le cure future alle nuove tecniche chirurgiche che danno speranza ai disabili, i media abbonda di storie che ruotano intorno alla nostra salute e ai nostri corpi.

10 scienziati identificano una nuova parte del corpo

Nel lontano 1879, un chirurgo francese di nome Paul Segond scrisse un articolo che descriveva una "banda fibrosa perlacea e resistente" lungo i legamenti all'interno del ginocchio umano. Il documento è stato prontamente dimenticato fino al 2013, quando gli scienziati hanno scoperto il legamento antero-laterale, un legamento del ginocchio che ha un ruolo nei comuni problemi al ginocchio e lesioni. La scoperta, inaspettatamente in ritardo considerando quanto spesso il ginocchio umano è scansionato e trattato per ferite, è stato scritto nel Journal of Anatomy, pubblicato online nell'agosto 2013.

Gli autori del documento hanno esaminato 41 ginocchia di cadaveri non accoppiate e hanno trovato il nuovo legamento in tutti tranne uno di essi, concludendo che la nuova parte del corpo era un tessuto chiaramente distinguibile con una propria struttura ben definita.

All'inizio di quell'anno, i ricercatori hanno anche pubblicato sulla rivista Oftalmologia la scoperta di un'altra nuova parte del corpo umano nell'occhio, uno strato microscopico della cornea soprannominato "Dua's Layer".

9 A Interfaccia cervello-computer

Gli scienziati che lavorano presso l'Università della Corea e l'Università tecnologica tedesca hanno sviluppato una nuova interfaccia che permetterà agli utenti di controllare un esoscheletro degli arti inferiori. Funziona decodificando segnali cerebrali specifici. I risultati sono stati pubblicati ad agosto 2015 nel Journal of Neural Engineering.

Gli utenti indossano un cappuccio elettroencefalogramma (EEG) e gestiscono l'esoscheletro fissando uno dei cinque LED montati sull'interfaccia. Questo fa sì che l'esoscheletro si muova in avanti, gira a sinistra o a destra, e si sieda o stia in piedi.

Finora, il sistema è stato testato solo su volontari sani, ma la speranza è che possa essere eventualmente utilizzata per aiutare i disabili. Il coautore di carta Klaus Muller ha spiegato: "Le persone con sclerosi laterale amiotrofica o lesioni del midollo spinale hanno difficoltà a comunicare o usare gli arti. Decodificare ciò che intendono dai loro segnali cerebrali potrebbe offrire mezzi per comunicare e camminare di nuovo. "

8 Un dispositivo che muove le membra paralizzate con il potere della mente

Nel 2010, Ian Burkhart è diventato paralizzato quando ha colpito un banco di sabbia durante un incidente di nuoto e si è rotto il collo. Nel 2013, grazie agli sforzi di una partnership tra Ohio State University e Battelle, Burkhart è diventato il primo uomo al mondo a scavalcare il midollo spinale ea muovere un arto usando solo i suoi pensieri.

L'innovazione è nata grazie a un nuovo tipo di bypass elettronico neurale, un dispositivo che impianta un chip di dimensioni di un pisello nella corteccia motoria del cervello di un paziente. Il chip interpreta i segnali cerebrali e li invia a un computer. Il computer reinterpreta i segnali e li invia a una manica indossata dal paziente, che stimola i muscoli coinvolti nell'azione. L'intero processo richiede una frazione di secondo.

C'è voluto del lavoro per arrivare a quel punto, comunque. Il team dietro la tecnologia doveva capire la sequenza precisa di elettrodi che avrebbe permesso a Burkhart di muovere la mano. Burkhart stesso ha dovuto sottoporsi a mesi di terapia per ricostruire i muscoli atrofizzati. Il risultato finale è che ora può ruotare la mano, stringere un pugno e unire le dita per afferrare gli oggetti.

7 batteri che mangiano nicotina e aiutano i fumatori a smettere

Smettere di fumare è un compito estremamente difficile, come chiunque abbia provato a saperlo. Quasi l'80% di coloro che cercano di usare prodotti per la cessazione della farmacia falliscono. Nel 2015, i ricercatori dell'Istituto Skaggs per la biologia chimica presso l'Istituto di ricerca Scripps hanno trovato nuove speranze sotto forma di un enzima batterico che consuma nicotina prima che raggiunga il cervello. L'enzima si trova nei batteri Pseudomonas putida. Mentre l'enzima non è una nuova scoperta, è stato prodotto solo di recente in laboratorio.

I ricercatori sperano di utilizzare questo enzima per nuove terapie per smettere di fumare. Bloccando la nicotina prima che raggiunga il cervello e causando la produzione di dopamina (la "ricompensa" chimica del cervello), sperano di essere in grado di prevenire il desiderio di fumare. Per essere praticabile, qualsiasi terapia sviluppata deve essere abbastanza stabile da funzionare senza causare ulteriori problemi. Finora, l'enzima prodotto in laboratorio è rimasto stabile per più di tre settimane in una soluzione tampone (e tre giorni in un siero) e i test con i topi di laboratorio non hanno prodotto effetti collaterali osservabili.

I ricercatori hanno pubblicato i risultati dei test nella versione online di agosto del Ufficiale della American Chemical Society.

6 Un vaccino universale per l'influenza

I peptidi sono brevi catene di aminoacidi che esistono sulle strutture delle cellule. Fungono da base per le proteine. I ricercatori che lavorano nel 2012 presso l'Università di Southampton, Università di Oxford, e Retroscreen Virology Ltd. hanno identificato un nuovo set di peptidi trovati sui virus dell'influenza che possono dar luogo a un vaccino universale contro tutti i ceppi del virus. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Medicina della natura.

Nel caso dell'influenza, i peptidi sulla superficie esterna del virus mutano rapidamente, rendendoli difficili da usare per farmaci o vaccini. I peptidi recentemente identificati esistono sulla struttura interna delle cellule e si mutano più lentamente. Inoltre, queste strutture interne si trovano in ogni ceppo dell'influenza, dalle variazioni stagionali all'influenza suina e aviaria. Gli attuali vaccini contro l'influenza impiegano circa sei mesi per svilupparsi e non forniscono un'immunità duratura, ma è ipotizzabile che, mirando ai peptidi interni, si possa sviluppare un vaccino universale che garantisca un'immunità duratura.

L'influenza è una malattia virale delle alte vie respiratorie che attacca il naso, la gola e i polmoni. Può essere mortale, specialmente per i giovani, i vecchi o già malati. I ceppi dell'influenza sono stati responsabili di diverse pandemie nel corso della storia, in particolare la pandemia del 1918. Nessuno sa per certo quante persone sono morte a causa delle ondate di malattia, ma alcune stime lo hanno messo a 30-50 milioni di persone in tutto il mondo.

5 Una cura possibile per la malattia di Parkinson

Nel 2014, gli scienziati hanno assunto neuroni artificiali, ma completamente funzionanti, e li hanno trapiantati con successo nel cervello dei topi. I neuroni hanno il potenziale per trattare o addirittura curare malattie come il morbo di Parkinson.

I neuroni sono creati da un gruppo di ricerca del Max Planck Institute, del University Hospital Munster e dell'Università di Bielefeld. Il gruppo ha creato tessuto nervoso stabile dai neuroni riprogrammati dalle cellule della pelle. In altre parole, hanno indotto cellule staminali neuronali, un metodo che migliora la compatibilità dei nuovi neuroni. Dopo ben sei mesi, i topi trattati non hanno avuto effetti collaterali negativi in ​​quanto i neuroni impiantati si sono integrati con il loro cervello. Hanno dimostrato la normale attività cerebrale e la formazione di nuove sinapsi.

La nuova tecnica ha il potenziale per dare ai neuroscienziati la capacità di sostituire i neuroni malati e danneggiati con cellule sane, che un giorno potrebbero permettere loro di trattare e curare malattie come il morbo di Parkinson, una malattia che causa i neuroni nel cervello che forniscono la dopamina a morire. Attualmente non ha cura, ma i sintomi possono essere trattati. Appare in genere nelle persone di età compresa tra 50 e 60 anni e provoca muscoli rigidi, cambiamenti nel modo di parlare e nell'andatura e tremori.

4 Il primo occhio bionico approvato al mondo

La retinite pigmentosa è il più comune di un gruppo di malattie ereditarie della retina progressiva che porta alla perdita della vista e spesso completa cecità. I primi sintomi includono una perdita della visione notturna e una maggiore difficoltà nel vedere la visione periferica.

Nel 2013 è stato introdotto il sistema di protesi retinica Argus II, il primo occhio bionico al mondo approvato dalla Food and Drug Administration, specificamente progettato per il trattamento della retinite pigmentosa in stadio avanzato. Il sistema Argus II comprende un paio di occhiali esterni equipaggiati con una fotocamera. Le immagini video vengono convertite in impulsi elettrici inviati a una serie di elettrodi impiantati sulle retine del paziente. Queste immagini vengono quindi percepite come modelli di luce nel cervello. Il paziente viene insegnato a interpretare questi modelli, recuperando così una certa misura della percezione visiva.

Secondo il loro sito web, l'Argus II è attualmente disponibile negli Stati Uniti e in Canada, e ci sono piani per introdurlo in tutto il mondo.

3 Un antidolorifico che usa solo la luce

Il dolore grave è stato tradizionalmente trattato con farmaci oppioidi. Lo svantaggio è che tali farmaci possono creare dipendenza e avere un forte potenziale di abuso, che si presenta con sintomi di astinenza intensi. E se gli scienziati riuscissero a fermare il dolore usando nient'altro che il potere della luce?

Nell'aprile 2015, i neuroscienziati della Washington University School of Medicine di St. Louis hanno annunciato di aver fatto proprio questo. Combinando una proteina sensibile alla luce ai recettori oppioidi in una provetta, sono stati in grado di attivare i recettori oppioidi nello stesso modo in cui i farmaci oppiacei fanno solo usando la luce. Le loro scoperte sono state pubblicate online sulla rivista Neurone.

La speranza è che i ricercatori saranno in grado di sviluppare modi per utilizzare la luce per alleviare il dolore con farmaci che hanno meno effetti collaterali. Secondo lo studio Edward R. Siuda, è persino ipotizzabile che, dopo ulteriori ricerche, la luce possa sostituire del tutto la droga.

Per testare il nuovo recettore, una luce LED delle dimensioni di un capello umano è stata impiantata nel centro di ricompensa del cervello di topi che sono stati poi iniettati con il recettore. I topi sono stati collocati in una camera illuminata che stimolava il rilascio di dopamina attraverso i recettori. Se i topi lasciavano una certa area, la luce si spegneva e la stimolazione si fermava. I topi tornarono velocemente nell'area originale.

2 Un ribosoma artificiale

Un ribosoma è una macchina molecolare composta da due subunità che utilizzano aminoacidi all'interno delle cellule per costruire proteine ​​in un processo noto come traduzione. Ciascuna subunità del ribosoma è sintetizzata all'interno del nucleo di una cellula e quindi esportata nel citoplasma.

Nel 2015, i ricercatori Alexander Mankin (direttore del College of Pharmacy's Center for Biomolecular Sciences dell'Università dell'Illinois) e Michael Jewett della Northwestern University (assistente professore di ingegneria chimica e biologica) sono riusciti a costruire il primo ribosoma artificiale al mondo che promette di rivelare nuove intuizioni come funzionano queste macchine molecolari. Può anche fornire la base per futuri farmaci e materiali biologici. Le loro scoperte sono apparse nell'edizione online di luglio della prestigiosa rivista Scienza.

Secondo quel documento, il ribosoma artificiale - chiamato "Ribo-T" - viene rimesso in funzione quando introdotto E. coli cellule, anche in assenza di ribosomi "selvaggi", mantenendo i batteri vivi e persino dimostrando la capacità di evolvere.

A differenza dei ribosomi ordinari, le subunità di Ribo-T non separano il comportamento standard nei ribosomi che fino ad ora erano considerati parte necessaria della sintesi proteica. Ribo-T ci sta già insegnando nuove cose su come funzionano i ribosomi. "Il nostro nuovo stabilimento per la produzione di proteine ​​promette di espandere il codice genetico in modo unico e trasformativo, offrendo interessanti opportunità per la biologia sintetica e l'ingegneria biomolecolare", ha dichiarato Michael Jewett della ricerca.

1 A Trapianto bilaterale manuale

Il Children's Hospital di Philadelphia insieme ai medici della Penn Medicine hanno fatto storia nel 2015 quando hanno trapiantato con successo due mani e avambracci di donatori sul ricevente di otto anni Zion Harvey. Harvey ha subito un trapianto di rene e una doppia amputazione dopo aver subito una grave infezione all'età di due anni.

Inizialmente riferito all'Ospedale Shriners for Children, Harvey è stato valutato attraverso uno sforzo congiunto tra le due istituzioni come candidato. Gli arti del donatore sono stati acquisiti attraverso il Donatore del dono del programma vita, un'organizzazione senza fini di lucro che opera nella metà orientale della Pennsylvania, nel New Jersey meridionale e nel Delaware.

Il team chirurgico ha attaccato le ossa, i vasi sanguigni, i nervi e i tendini delle mani in una complessa procedura di 10 ore a luglio, rendendo Harvey il primo bambino al mondo a ricevere un trapianto bilaterale. Al momento ha bisogno di una serie di farmaci immunosoppressivi giornalieri e si sottopone a terapia fisica per riacquistare la massima funzionalità possibile. Come con altri riceventi il ​​trapianto, Harvey rimarrà in questo regime di farmaci e terapia per il resto della sua vita al fine di ridurre al minimo la possibilità che il suo corpo rigetti il ​​tessuto donatore.