Nei topi vale tale padre tale figlio

Un detto popolare sembra fatto apposta per descrivere anche l'ereditarietà di tratti non prettamente genetici, nel senso di caratteristiche conseguenti all'esperienza e non a quanto codificato dai geni.

Nota. Fenomeno ben noto quello di eventi esterni che dopo avere agito sui genitori, molto prima che diventassero tali, hanno manifestato i loro effetti sulla progenie. Il caso meglio studiato è quello degli effetti sui figli di quelle che erano ancora bambine durante la grave carestia che colpì alcune aree dell'Olanda nel 1944 (--> articolo). Lo studio degli effetti  duraturi sull'espressione genica, senza che vi sia una variazione nell'informazione del gene stesso, va sotto il nome di epigenetica.

Nello specifico della notizia odierna la scoperta che topi maschi sottoposti ad allenamento costante possono trasmettere la loro forma fisica alla prole maschile.

Credit: Science

I ricercatori hanno scoperto che i topi atletici avevano livelli aumentati di 10 tipi di microRNA nello sperma rispetto ai topi "non palestrati"; i microRNA coinvolti hanno effetti sul metabolismo e la funzione muscolare durante lo sviluppo embrionale. Risultato netto una prole maschile in grado di correre più a lungo su un tapis roulant rispetto a quella originata da padri più sedentari. 

Meccanismi simili potrebbero esistere (ma non è provato) anche negli esseri umani data la scoperta dell'esistenza di aumentati livelli di microRNA simili nello sperma di uomini atletici.

Articoli su argomenti simili: padri anziani e mutazioni; L'età del padre conta; figli di padri drogati meno a rischio?; Le api, l'epigenetica e noi.

Fonte

- Paternal exercise confers endurance capacity to offspring through sperm microRNAs

Xin Yin et al, (2025) Cell Metabolism

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Nanoparticelle per (future) terapie dell'Alzheimer

Terapia sperimentale con nanoparticelle si è dimostrata capace, nei topi, di attenuare (e in parte invertire) la malattia di Alzheimer (AD).

A differenza della nanomedicina tradizionale, che si basa sull'utilizzo di nanoparticelle come vettori per il trasporto in situ di molecole terapeutiche, l'approccio provato in questa sperimentazione è stato usare nanoparticelle bioattive o farmaci supramolecolari (italianizzazione del termine originale). 

Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Signal Transduction and Targeted Therapy.

L'approccio terapeutico non aveva come obiettivo i neuroni ma era mirato a ripristinare il corretto funzionamento della barriera emato-encefalica (BBE, vedi nota fondo pagina), la struttura vascolare che regola lo scambio di nutrienti e fornisce protezione all'ambiente cerebrale (condizioni locali e da ingresso di molecole indesiderate o patogeni). In seguito alla riparazione di questa interfaccia è stato osservato un miglioramento dei sintomi principali della malattia in modelli murini per la AD.

Per funzionare al meglio, il cervello (area dell'organismo che consuma molta energia e risorse) necessita di un afflusso costante di sangue che viene regolato finemente nei suoi distretti microscopici in base all'attività locale, dove un singolo capillare si prende cura di uno o pochi neuroni.

L'anatomia del cervello con il suo miliardo di capillari, ben evidenzia il ruolo vitale della vascolarizzazione nel mantenere la funzionalità ottimale, pena malattie fortemente invalidanti come ben evidenziato dalle conseguenze dell'ictus.

In questo ambito di controllo accurato, centrale è il ruolo della BEE, una barriera cellulare e fisiologica che separa il cervello dal flusso sanguigno, proteggendolo da pericoli esterni come patogeni e tossine.

Gli autori dello studio hanno mostrato gli effetti positivi successivi al ripristino dei sistemi che permettono alle "proteine ​​di scarto" prodotte nel cervello di attraversare questa barriera, finendo nel flusso sanguigno e da lì alla loro eliminazione, e i danni che si accumulano quando la "pulizia" viene meno. Nel morbo di Alzheimer, la principale proteina di "scarto" è la beta-amiloide, il cui accumulo compromette il normale funzionamento dei neuroni.

Rimando ad articoli precedenti l'importante e irrisolto dibattito sulla centralità della ipotesi amiloide rispetto ad altre ipotesi sull'origine della malattia. Vedi "amiloide o lisosomi?" e "ruolo del colesterolo nell'AD".

Lo studio si è avvalso di topi geneticamente modificati che producono alti livelli di beta amiloide, condizione che innesca un progressivo declino cognitivo che mima la AD.

Nella malattia di Alzheimer, uno dei problemi principali è che il sistema naturale di eliminazione delle proteine ​​tossiche come la beta-amiloide è poco o nulla efficiente. Nei soggetti sani è la proteina LRP1 a svolgere un ruolo chiave: riconosce e lega la beta amiloide, trasportandola attraverso la BEE nel flusso sanguigno, dove viene veicolata ai centri di eliminazione. Il sistema è però fragile: se LRP1 lega troppa beta amiloide (o il legame è troppo forte), il trasporto si blocca e la proteina LRP1 stessa viene degradata all'interno delle cellule della barriera cerebrale, lasciando meno trasportatori di LRP1 disponibili.

D'altra parte, se si lega troppo poco, il segnale è troppo debole per innescare il trasporto.

Schema del trasporto di LRP1 attraverso le cellule endoteliali cerebrali (a) seguendo il percorso PACSIN2 o Rab5 e la sua relazione con il carico multivalente. Espressione di LPR1 nelle cellule endoteliali cerebrali (b) in funzione della valenza del carico.
(Image credit: Junyang Chen et al)

I topi sintomatici sono stati trattati con le suddette nanoparticelle monitorando nel tempo, rispetto ai controlli non trattati, l'evoluzione della malattia attraverso vari test.

In uno dei test il topo trattato di 12 mesi (equivalente a un essere umano sintomatico di 60 anni) recuperava nel giro di 6 mesi i tratti comportamentali di un topo sano grazie al ripristino della vascolarizzazione cerebrale e alla rimozione della beta-amiloide dal cervello.

Immagini al microscopio a fluorescenza del cervello di topi 12 ore dopo il trattamento (a sinistra, a destra i controlli non trattati) con nanoparticelle. In rosso l'accumulo di placche di beta-amiloide. In verde i vasi della barriera emato-encefalica (image: Junyang Chen et al)

I farmaci supramolecolari sviluppati dai ricercatori agiscono come un interruttore che resetta il sistema. Imitano funzionalmente i ligandi di LRP1, legando il trasportatore riavviando il trasporto attraverso la barriera emato-encefalica ripristinando "l'ingranaggio bloccato"

Nota. La BEE è costituita da una combinazione di cellule (endoteliali, periciti, astrociti) e strutture (membrana basale) che formano un filtro altamente selettivo tra il sangue e il cervello. Anche alle cellule immunitarie è precluso l'ingresso per evitare di innescare infiammazione nel cervello.

Le molecole ad accesso libero (diffusione passiva) sono acqua, ossigeno, CO2 e molecole liposolubili e ormoni steroidei.

Altre molecole importanti necessitano invece di trasportatori specifici (meccanismi attivi). Questo è il caso del glucosio,  aminoacidi essenziali, nucleosidi, alcune vitamine idrosolubili.

Tra i meccanismi che espellono molecole verso il flusso sanguigno il più importante è quello mediato dalla P-glicoproteina

Fonte

- Multivalent modulation of endothelial LRP1 induces fast neurovascular amyloid-β clearance and cognitive function improvement in Alzheimer’s disease models

Junyang Chen et al (2025) Signal Transduction and Targeted Therapy

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L'interruttore per bloccare il dolore cronico?

Uno studio condotto sui topi ha dimostrato l'esistenza di un piccolo gruppo di cellule cerebrali centrali per la comparsa del dolore cronico.

Le cellule si trovano in una zona del cervello nota nuclei parabrachiali che si attivano in risposta a uno stimolo doloroso e rimangono attive a lungo anche quando lo stimolo è scomparso. 

Credit: N. Goldstein et al

Nuclei parabrachiali nel topo (credit: wikipedia)

Durante i test i ricercatori hanno bloccato l'attività di questi neuroni, provocando la diminuzione del dolore cronico mentre la risposta a stimoli dolorosi acuti rimaneva intatta.

Non è ancora chiaro se negli umani esista una equivalente via dolorifica ma se venisse confermata diventerebbe un bersaglio perfetto per il trattamento del dolore cronico che, ricordiamolo, è tra le cause principali della epidemia degli oppiacei in USA

Fonte

- Brain area linked to chronic pain discovered — offering hope for treatments

Nature (2025)

- A parabrachial hub for need-state control of enduring pain

Nitsan Goldstein et al, (2025) Nature

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Nobel per la Fisica 2025 per avere inventato una super spugna

Il Premio Nobel 2025 per la chimica è andato a Susumu Kitagawa, Richard Robson e Omar Yaghi per aver sviluppato i materiali solidi più porosi al mondo, noti come strutture metallo-organiche (MOF). 

Strutturati come impalcature molecolari, i MOF contengono al loro interno vaste "caverne" vuote in cui può essere intrappolato un gas. Talmente capienti (vedi la legenda della figura sotto) da avere fatto venire in mente a Heiner Linke, presidente del comitato per il Nobel, la "borsa di Hermione in Harry Potter" (o per noi più vecchi le tasche di Eta Beta).

Uno dei MOF più capienti, noto come DUT-60, ha una superficie interna di 7839 metri quadrati per grammo di materiale! (credit: Nature)

Nei 30 anni trascorsi dal loro primo sviluppo, i MOF sono stati impiegati, ad esempio, per catturare il carbonio dall'aria  e rimuovere dall'acqua alcune molecole inquinanti "eterni" dall'acqua.

Fonte

- World’s most porous sponges: intricate carbon-trapping powders hit the market

Nature (2025)

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Replica ufficiale (The Noble Collection) della borsa di Hermione Granger
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L'impianto cerebrale che ha permette a un uomo affetto da SLA di tornare a "parlare" (e a cantare)

La notizia risale a prima dell'estate ma vale la pena ripescarla in quanto indicativa delle potenzialità terapeutiche degli impianti cerebrali (trattati in maniera estesa in un precedente articolo)

Un impianto cerebrale permette a un uomo di parlare e di cantare grazie ad un dispositivo che traduce i pensieri e le parole (pensate) in tempo reale. Parlare, ben inteso, con le varie sfumature espressive e non come fosse una sterile voce sintetica. 

Il dispositivo trasmette i cambiamenti di intonazione quando pone domande, enfatizza le parole che sceglie e gli permette di canticchiare una serie di note in tre tonalità.

Lo studio effettuato su una persona affetta da una grave disabilità linguistica, conseguenza della SLA,  ha dimostrato come il sistema sia in grado di decodificare l'attività cerebrale del soggetto e produrre la voce sintetica in soli 10 millisecondi dal momento in cui "nasce" l'attività neurale che indica la volontà di parlare.

In colore la corteccia motoria in cui sono stati impiantati gli elettrodi
(Kateryna Kon/Science Photo Library)

Il sistema, noto come interfaccia cervello-computer (BCI), ha utilizzato l'intelligenza artificiale per decodificare l'attività cerebrale elettrica del partecipante mentre cercava di parlare. Si tratta del primo dispositivo del genere, che non si limita a "esprimere" le parole ma anche caratteristiche del linguaggio naturale come intonazione ed enfasi, caratteristiche fondamentali nella comunicazione interpersonale.

Un miglioramento significativo rispetto ai sistemi precedenti in cui l'intervallo di tempo tra segnale neurale e voce avveniva in circa 3 secondi (o al termine della frase "pensata")

La reazione del paziente alla sua voce sintetica
(Credit: UCD)

Il BCI installato ha richiesto un intervento chirurgico per posizionare 256 elettrodi in silicio, ciascuno lungo 1,5 mm, nell'area cerebrale che controlla il movimento dei muscoli necessari per parlare. Attraverso algoritmi di deep learning il sistema è stato addestrato a catturare i segnali nel suo cervello ogni 10 millisecondi, decodificando i suoni che l'uomo tentava di produrre, anziché le parole che intendeva o i fonemi costituenti (le subunità del linguaggio che formano le parole pronunciate).

Il team ha anche personalizzato la voce sintetica per renderla più simile possibile a quella originale grazie ad algoritmi dedicati che hanno "lavorato" su registrazioni di interviste effettuate prima della comparsa dei sintomi.

Altro elemento di novità, la richiesta al paziente di provare a emettere interiezioni come "aah", "ooh" e "hmm" e di pronunciare parole inventate. Il BCI è riuscito a riprodurre questi suoni, dimostrando di poter generare un discorso senza bisogno di un vocabolario fisso.

Il risultato finale è stata la produzione di parole e la capacità di rispondere a domande aperte, esprimendo ciò che voleva usando anche parole che non facevano parte dei dati usati per addestrare la IA. 

Durante altri test il sistema ha correttamente interpretato la volontà del soggetto, riproducendo in modo corretto la frase come una affermazione o come una domanda, e variare l'accento in parole diverse regolando l'intonazione.

Se non vedi il video clicca --> youtube

Fonte

- An instantaneous voice-synthesis neuroprosthesis

Maitreyee Wairagkar et al, (2025) Nature, 644, pp- 145–152

- An Accurate and Rapidly Calibrating Speech Neuroprosthesis

Nicholas S. Card et al, (2024) NEJM 391 (7)

- University of California, Davis

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Per quanto possa sembrare scontato, il modo migliore per sviluppare la memoria e le capacità dei bambini è dare loro giochi manuali invece di tablet et similia. Un classico sempre verde il gioco della Ravensburger 

Immagine e link da Amazon

Giocare imparando (amazon link)