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LA NUOVA CONOSCENZA

lunedì 14 luglio 2014

È ITALIANO IL MICROSCOPIO CHE SCOPRE I MELANOMI


SEGNALATO DAL DR. GIUSEPPE COTELLESSA (ENEA)

Il procedimento del brevetto RM2012A000637 potrà potenziare notevolmente il campo delle applicazioni ed i risultati conseguibili nelle singole applicazioni del microscopio brevettato dal pool congiunto di ricercatori del CNR e dell’Università La Sapienza di Roma.
G.C.

È ITALIANO IL MICROSCOPIO CHE SCOPRE I MELANOMI

Esame istologico addio, è ora di andare in pensione. Sembra infatti che tra qualche tempo, in dermatologia, il caro vecchio prelievo di tessuti non sarà più così necessario per la diagnosi precoce di melanomi e altre affezioni cutanee. A sostituirlo, uno strumento rivoluzionario che proprio nell’ultimo quinquennio è stato brevettato e messo a punto da un pool congiunto di ricercatori del CNR e dell’Università La Sapienza di Roma. Si tratta di un microscopio speciale, confocale, a laser bianco e ad ampio spettro, capace di restituire, in modo non invasivo, immagini caratteristiche della morfologia della pelle, anche di piccolissimi campioni. L’auspicio è quello di arrivare a realizzare un’impronta completa di singole porzioni di epidermide umana, correlando poi la risposta quadridimensionale dell’analisi allo stato patologico connesso alla caratterizzazione spettroscopica.
Il prototipo, ancora in fase di sviluppo e in cerca di finanziatori per un’applicazione clinica su larga scala, è dunque frutto di un attento studio interamente made in Italy e può contare sul sostegno statale nonchè sui finanziamenti della Commissione Europea nell’ambito del programma Ideas 2007-2013, iniziativa finalizzata a promuovere la ricerca e a valorizzare l’eccellenza e la creatività nel mondo. Fra i numerosi progetti presentati nel corso degli anni dai vari Paesi, lo European Research Council ha scelto di finanziarne tredici italiani. “E il nostro è uno di questi, l’unico legato alla dermatologia. Gli altri, infatti, riguardano diverse branche della scienza, dalla fisica all’ingegneria, dalla chimica alla biochimica” – spiega il Professor Antonio Costanzo dell’Unità dermatologica del dipartimento NESMOS dell’Università La Sapienza, il principale investigator del progetto.

Quando avete iniziato concretamente a lavorare sul progetto del microscopio?

L’idea ci è venuta tra il 2005 e il 2006 ed è nata da una disquisizione con alcuni ricercatori del CNR, appunto, che sostenevano che le proprietà spettroscopiche fornissero maggiori informazioni rispetto all’espressione genica. Paragonando le due cose, è emerso che entrambi gli approcci possono rivelarsi utili per la diagnosi precoce delle malattie della pelle. Già nel 2006, quindi, scrivemmo un progetto simile a quello attuale che abbiamo poi rivisto e riproposto nell’ambito del programma ERC-IDEAS nel 2007.

E allora conosciamolo meglio questo microscopio: di cosa si tratta esattamente?

Il nostro è un microscopio confocale ad ampio spettro a laser bianco. Confocale significa che non vede le cose su un unico piano, ma è come se facesse una TAC ad alta risoluzione dell’oggetto che sta analizzando, ovvero la pelle. In sede diagnostica, questo consente di osservare dall’esterno le alterazioni cellulari che l’epidermide subisce in caso di malattia, senza dover necessariamente ricorrere al prelievo di tessuti. Non solo: si possono anche desumere, a livello della singola cellula, parametri spettroscopici particolari che a loro volta sono indici di stati funzionali specifici. Certo, esistono diversi aspetti che ne condizionano l’utilizzo, ma il potenziale è davvero enorme.

 In che senso?

Nel senso che, ad esempio, se una cellula va incontro ad apoptosi (processo di morte cellulare), tramite il microscopio sarà possibile osservare delle alterazioni spettroscopiche, caratteristiche del fatto che la cellula sta effettivamente morendo; e questo prima ancora che ciò sia evidente a occhio nudo. In sostanza è un macchinario che, in maniera non invasiva, consentirà di vedere di più e di ottenere un maggior numero di indicazioni rispetto a quelle fornite dai comuni esami istologici. Un microscopio a laser bianco, infatti, possiede fino a 2500 lunghezze d’onda, ognuna delle quali restituisce uno spettro completo. Alcune penetrano in profondità, altre sono superficiali. Pertanto, poiché parliamo del genoma, la quantità di dati a disposizione è davvero enorme, nell’ordine di 30 milioni di informazioni: su ogni milionesimo cubo di pelle, quindi, avremo ben 2500 spettri e saranno poi dei programmi specifici a selezionare quelli rilevanti per la diagnosi.

In cosa consiste il valore reale del microscopio?

Il valore sta proprio nell’aver messo a punto un sistema che permette di osservare lo spettro completo di ogni singolo frammento di pelle in maniera confocale e tridimensionale e di ottenere molte più informazioni per la diagnosi delle malattie, non solo a livello superficiale, ma anche del citoplasma e del nucleo. Con le opportune modifiche, che lo renderanno fruibile in un contesto clinico, il microscopio arriverà a fare anche la mappatura completa dei nei. Ma non solo, c’è anche un interessante e fondamentale risvolto umano.

Ovvero?

Questo progetto è un esempio perfetto di ricerca multidisciplinare, la stessa che tanto piace alla Comunità Europea: non ciascuno chiuso nel suo settore di competenza, ma una proficua cooperazione di menti in grado di generare conoscenza. Ed è un ottimo modo per trattenere in ambiente universitario risorse preziose e validissimi ricercatori che altrimenti, in un periodo difficile come quello attuale, sarebbero costretti a fare altro.

Concretamente come funzionerà l’applicazione clinica del microscopio?

Il macchinario è molto grande e certo non potrà essere posto su un tavolo come accade con i normali microscopi. Ad oggi lo stiamo testando proprio in vista di una futura applicazione ospedaliera. Basterà avere un braccio mobile a fibre ottiche che porterà l’obiettivo dello strumento direttamente sopra la porzione di pelle interessata dall’analisi. In verità, già esiste un prototipo di microscopio confocale utilizzato in ambito clinico, ma sfrutta una sola lunghezza d’onda. Noi siamo in contatto con la ditta produttrice che a sua volta ci sta aiutando a sviluppare il nostro.

A che punto siete con la ricerca?

Il microscopio è stato brevettato ed è in fase di prototipo industriale. L’abbiamo testato su diversi modelli e anche sulla pelle di pazienti che avevano in precedenza subito dei prelievi cutanei. Il prossimo step sarà quello di chiedere ulteriori finanziamenti alla Commissione Europea per lo sviluppo clinico e scientifico.
  
E quanto tempo ci vorrà per arrivare a un uso clinico diffuso?

È difficile fare una stima perché tutto dipende da chi deciderà di comprare il brevetto e da chi ci aiuterà a svilupparlo. In una parola, dalla volontà delle companies di commercializzarlo e costruirlo su larga scala basandosi sulle nostre indicazioni. Per il resto, il know-how c’è e il microscopio è scientificamente e tecnologicamente pronto. Il ruolo del ricercatore è quello di arrivare fino al confine con il mercato. Il compito di portare il progetto alla fruibilità clinica spetta invece all’industria. Proprio per questo con il CNR ci stiamo attivando, nella speranza di trovare quanto prima un acquirente.

E i costi?

Il costo di un normale microscopio confocale a uso clinico oggi si aggira intorno ai 70-80mila euro. Questo, con ogni probabilità, comporterà una spesa leggermente superiore, ma non essendo ancora arrivati alla fase della commercializzazione vera e propria non abbiamo idea dell’importo effettivo. Ci sono poi da considerare i costi di gestione che dipendono, ad esempio, dall’affidabilità del laser. Ripeto: noi abbiamo fornito il modello, sono poi le varie ditte a doversi ingegnare nella scelta e nell’utilizzo di materiali buoni e resistenti.

Il microscopio è stato studiato per un uso clinico, ma può avere anche altre applicazioni?

Certamente sì. Sarà molto utile, ad esempio, a tutte quelle aziende che producono apparecchi elettronici di alta precisione e che pertanto hanno bisogno di verificare ogni singolo componente in maniera ultrasensibile. Potrà essere sfruttato per identificare micro-difetti dei chip dei computer e per la cosiddetta failure analysis, l’analisi solitamente effettuata quando un dispositivo si rompe. Si tratta di un business che solo in Europa vale 8 miliardi di euro. Basti pensare al mercato dei led che oggi è il più ampio che ci sia nel mondo. Qualsiasi oggetto esca da una catena produttiva, infatti, necessita di specifici controlli di qualità. Essi possono essere eseguiti subito, oppure in sede di guasto. Trovare un modo per individuare ed eliminare fin dal principio eventuali vizi di fabbricazione senza peraltro aprire i chip dall’interno, consentirà alle imprese di migliorare la qualità della produzione con tutte le conseguenze del caso.

FONTE:


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