Interazione di nanoparticelle metalliche con menbrane biologiche: risultati di studi in vitro su cute, mucosa del cavo orale e meningi ed implicazioni per la salute

L’utilizzo di nanomateriali, ovvero una nuova classe di sostanze composte da particelle ultrafini con dimensioni comprese fra 1 e 100 nm (American Society for Testing Materials - ASTM), è in costante aumento a livello globale. La particolarità di tali sostanze è rappresentata da un alto rapporto tra la superficie e il volume delle particelle, che determina caratteristiche chimico-fisiche completamente differenti rispetto alle omologhe macrosostanze di riferimento. Tali caratteristiche sono tali da imporre una loro classificazione come nuovi agenti chimici (Royal Society & Royal Academy of Engineering report 2004). Gli impieghi attuali dei nanomateriali risultano in continua evoluzione, spaziando in diversi ambiti, dall’industria farmaceutica e cosmetica, all’industria tessile, elettronica, aerospaziale ed informatica. Diversi sono anche gli impieghi in campo biomedico; tra questi la diagnostica e la farmacoterapia. È quindi prevedibile che in futuro una quota sempre maggiore di lavoratori e consumatori risulteranno esposti a tali sostanze. Allo stato attuale non vi è una completa conoscenza degli effetti tossicologici ed ambientali di queste sostanze, pertanto, al fine di un loro utilizzo in totale sicurezza, risulta necessario capirne meglio l’impatto sulla salute, le vie di penetrazione nel corpo umano e il rischio per i lavoratori conseguente al loro utilizzo o lavorazione. La cute rappresenta la prima barriera nei confronti delle sostanze tossiche che possono entrare in contatto con l’organismo umano. Successivamente agli anni ‘60, quando si riteneva che la cute rappresentasse una barriera totalmente impermeabile, è stato dimostrato come essa presenti differenti gradi di permeabilità nei confronti di alcuni xenobiotici, dipendente dalle caratteristiche delle sostanze in esame, dal sito anatomico di penetrazione, dal grado di integrità della barriera stessa e dall’eventuale presenza di patologie della cute. La mucosa del cavo orale funge da primo filtro nei confronti delle sostanze che entrano in contatto con il tratto digestivo e può venir coinvolta in contaminazioni di superficie determinate da esposizioni occupazionali e/o ambientali. È noto che, rispetto alla cute, presenti una permeabilità all’acqua quattro volte maggiore, e, per tale motivo, è stata studiata come via di somministrazione di farmaci, ma, ad oggi, pochi sono gli studi che ne hanno valutato le caratteristiche di permeazione nei confronti delle nanoparticelle (NPs). Una terza importante barriera biologica è quella che ricopre il sistema nervoso centrale, essa è rappresentata da tre foglietti di tessuto connettivo, che assieme costituiscono le meningi. Questi tre foglietti rivestono completamente l’encefalo permettendone un isolamento, tradizionalmente ritenuto completo, nei confronti degli xenobiotici. L’unica via di assorbimento diretto, in questo contesto, è rappresentata dalla via intranasale. Essa permette un passaggio diretto di sostanze dall’epitelio olfattivo all’encefalo, eludendo la selettiva barriera emato-encefalica. Negli ultimi anni la letteratura scientifica si è arricchita di studi che hanno indagato le caratteristiche di assorbimento di farmaci attraverso questa via, ma pochissimi sono gli studi che hanno indagato la possibile penetrazione di nanoparticelle attraverso questa via, e nessuno, in particolar modo, ha indagato le caratteristiche di permeazione delle meningi. L’attività di ricerca svolta nell’ambito del presente dottorato ha avuto per finalità l’indagine delle caratteristiche di permeabilità e di assorbimento della cute, della mucosa del cavo orale e delle meningi nei confronti di alcune nanoparticelle, scelte fra quelle più rappresentative in relazione alla diffusione d’utilizzo a livello globale. I risultati degli esperimenti condotti hanno dimostrato, in vitro, che l’esposizione cutanea a Pt, Rh, Co3O4 e Ni NPs determinano permeazione in tracce dei medesimi metalli attraverso la cute, mentre per le TiO2 NPs tale permeazione non è stata dimostrata. È stato riscontrato, inoltre, che la mucosa del cavo orale e le meningi sono permeabili nei confronti dell’Ag in forma nanoparticellare.

Dalla catalisi all’inibizione della crescita da contatto: le molteplici funzioni di O-acetilserina sulfidrilasi batterica

CysK, uno degli isoenzimi di O-acetilserina sulfidrilasi (OASS) presenti in piante e batteri, è un enzima studiato da molto tempo ed il suo ruolo fisiologico nella sintesi della cisteina è stato ben definito. Recentemente sono state scoperte altre funzioni apparentemente non collegate alla sua funzione enzimatica (moonlighting). Una di queste è l’attivazione di una tossina ad attività tRNAsica, CdiA-CT, coinvolta nel sistema di inibizione della crescita da contatto (CDI) di ceppi patogeni di E. coli. In questo progetto abbiamo studiato il ruolo di CysK nel sistema CDI e la formazione di complessi con due differenti partner proteici: CdiA-CT e CysE (serina acetiltransferasi, l’enzima che catalizza la reazione precedente nella biosintesi della cisteina). I due complessi hanno le stesse caratteristiche spettrofluorimetriche e affinità molto simili, ma la cinetica di raggiungimento dell’equilibrio per il complesso tossina:CysK è più lenta che per il complesso CysE:CysK (cisteina sintasi). In entrambi i casi la formazione veloce di un complesso d’incontro è seguita da un riarrangiamento conformazionale che porta alla formazione di un complesso ad alta affinità. L’efficienza di formazione del complesso cisteina sintasi è circa 200 volte maggiore rispetto al complesso CysK:tossina. Una differenza importante, oltre alla cinetica di formazione dei complessi, è la stechiometria di legame. Infatti mentre CysE riesce a legare solo uno dei due siti attivi del dimero di CysK, nel complesso con CdiA-CT entrambi i siti attivi dell’enzima risultano essere occupati. Le cellule isogeniche esprimono un peptide inibitore della tossina (CdiI), e sono quindi resistenti all’azione tRNAsica. Tuttavia, siccome CdiI non altera la formazione del complesso CdiA-CT:CysK, CdiA-CT può esercitare comunque un ruolo nel metabolismo della cisteina e quindi nella fitness dei batteri isogenici, attraverso il legame e l'inibizione di CysK e la competizione con CysE. La via biosintetica della cisteina, un precursore di molecole riducenti, risulta essere molto importante per i batteri soprattutto in condizioni avverse come all’interno dei macrofagi nelle infezioni persistenti. Perciò questa via metabolica è di interesse per lo sviluppo di nuovi antibiotici, e in particolare le due isoforme dell’OASS negli enterobatteri, CysK e CysM, sono potenziali target per lo sviluppo di nuove molecole ad azione antibatterica. Partendo dall’analisi delle modalità di interazione con CysK del suo partner ed inibitore fisiologico, CysE, si è studiato dapprima l’interazione di pentapeptidi che mimassero la regione C-terminale di quest'ultimo, e in base ai dati ottenuti sono stati sviluppati piccoli ligandi sintetici. La struttura generale di questi composti è costituita da un gruppo acido ed un gruppo lipofilo, separati da un linker ciclopropanico che mantiene questi due gruppi in conformazione trans, ottimale per l’interazione col sito attivo dell’enzima. Sulla base di queste considerazioni, di docking in silico e di dati sperimentali ottenuti con la tecnica dell’STD-NMR e con saggi di binding spettrofluorimetrici, si è potuta realizzare una analisi di relazione struttura-attività che ha portato via via all’ottimizzazione dei ligandi. Il composto più affine che è stato finora ottenuto ha una costante di dissociazione nel range del nanomolare per entrambe le isoforme, ed è un ottimo punto di partenza per lo sviluppo di nuovi farmaci.

La atención sostenida como marcador de vulnerabilidad de la esquizofrenia: una serie de Meta-análisis de estudios con Test de Ejecución Continua (CPT

Los déficit cognitivos son una característica nuclear de la esquizofrenia (Heinrichs, 2005). En la actualidad, su estudio ha cobrado una gran relevancia debido a su estrecha relación con el funcionamiento de las personas con esquizofrenia (Malhotra y Schooler, 2014) y a su uso como marcadores de vulnerabilidad y endofenotipos de este trastorno (Ritsner y Gottesman, 2011). La atención sostenida, evaluada con Tareas de Ejecución Continua (CPT; Rosvold et al., 1956), es una de las principales áreas afectadas en la esquizofrenia (Cornblatt y Keilp, 1994; Nuechterlein, 1991). Numerosos estudios han mostrado que las personas con esquizofrenia tienen un rendimiento deficitario en estas tareas en comparación con controles normales, que los déficit en la atención sostenida son estables e independientes de factores clínicos, y que están presentes en sus familiares. En el marco de los modelos de vulnerabilidad-estrés (Zubin y Spring, 1977; Nuechterlein et al., 1992), los déficit en la atención sostenida medidos con CPT han sido propuestos como marcador de vulnerabilidad y endofenotipo del trastorno (Cornblatt y Malhotra, 2001; Gur et al., 2007; Greenwood et al., 2013). Hasta la fecha, ningún estudio ha integrado cuantitativamente los resultados de estudios sobre la atención sostenida evaluada con CPT en la esquizofrenia. El objetivo principal de este trabajo fue integrar la evidencia empírica existente sobre déficit en la atención sostenida medida con tareas CPT en la esquizofrenia mediante técnicas de meta-análisis. La hipótesis central planteada es que estos déficit son marcadores de vulnerabilidad, al reunir los siguientes criterios: a) Están presentes en personas con esquizofrenia en mayor magnitud que en controles normales; b) Son independientes de variables clínicas; c) Son específicos; su magnitud es mayor en comparación con otros grupos clínicos; d) Están presentes en sus familiares en mayor magnitud que en controles normales...

El circuito eléctrico de corriente continua

Diapositivas del tema 1: El circuito eléctrico de corriente continua.

La evaluación continua en la docencia del urbanismo: experiencia aplicada a través de Google Apps

El sistema tradicional de evaluación continua implica asumir, en muchas ocasiones, algunas dificultades en cuanto al seguimiento y valoración del trabajo del alumnado. La existencia de grupos numerosos y la necesidad de agilizar la comunicación profesor-alumno y entre alumnos, nos lleva a investigar las posibilidades que ofrecen las nuevas tecnologías con el fin de actualizar los métodos de aprendizaje y facilitar la valoración del trabajo de los alumnos dentro y fuera del aula. La presente experiencia docente se centra en estudiar las posibilidades que ofrece Google, a través de distintas aplicaciones web o Apps -Groups, Forms, Drive, Mail y Calendar- e incorporarlas como herramientas integradas en el trabajo del aula. Concretamente, se aplica simultáneamente esta metodología a dos asignaturas diferentes del área de Urbanística y Ordenación del Territorio -Urbanismo 2 y Urbanismo 4- en las que se integra al alumnado en un grupo virtual a través del cual, se realizan distintas actividades -resolución de dudas, intercambio de información, exámenes, etc.- que permiten al profesor gestionar y evaluar, de forma eficiente, cuestiones como la asistencia y la participación en la asignatura conociendo de forma inmediata la respuesta de los estudiantes ante los conceptos trabajados.