Nano proiettili che colpiscono i tumori - La ricerca italiana fa centro nella salute -Scoperta in collaborazione con belgi e francesi. Ma è la Sanofi a interessarsi di un possibile sfruttamento commerciale - http://www.corriere.it/

Una buona notizia per la ricerca italiana. Due scienziati - Luigi Cattel e Barbara Stella - sono stati insigniti ad Amsterdam dello European Inventor Award, il piu' importante riconoscimento europeo per gli inventori. Insieme a due colleghi - il belga Patrick Couvreur e la francese Veronique Rosilio - hanno creato e sperimentato in laboratorio le nano capsule anticancro. Si tratta di speciali nano proiettili - 70 volte più piccoli dei globuli rossi, muniti di uno speciale rivestimento biodegradabile - che distruggono le cellule tumorali senza danneggiare i tessuti sani. Cattel e Stella hanno ottenuto il prestigioso riconoscimento, attribuito alla presenza dell'eurocommissario al Mercato Interno Michel Barnier e della principessa Beatrice d'Olanda, nella categoria principale, quella dedicata alla ricerca scientifica.

LCD - Per le piccole imprese ad alta innovazione e' stato premiato lo scienziato-imprenditore svedese Pal Nyren, cui si deve il metodo «ultra semplificato» per ottenere la sequenza del Dna. Tra gli altri vincitori - tutti personaggi di altissimo livello, autori di invenzioni già consolidate e in certi casi di grande successo - c'e' il fisico svizzero Martin Schadt, nella sezione «Lifetime Achievement» (passi avanti nella vita quotidiana), inventore nel 1970, presso Hoffmann-LaRoche, del primo display a cristalli liquidi del mondo, meglio noto come Lcd. Nella sezione «Industria» sono stati premiati due austriaci - Klaus Brustle e Claus Hammerle - per una delle invenzioni più familiari al grande pubblico dei Paesi sviluppati di tutto il mondo: il sistema di chiusura morbida per porte, cassetti e armadi, usatissimo nell'industria dell'arredamento. Della giuria del premio - promosso dall'Ufficio Brevetti Europeo - facevano parte imprenditori, scienziati e inventori, tra i quali Jens Dall Bentzen, proprietario della Dall Energy che produce energia dalle biomasse, Mario Moretti Polegato della Geox, l'oncologa Blanka Rihova e Erno Rubik, l'inventore del «Cubo».

DIECI ANNI - Dietro al successo italiano si nasconde un'ombra: quella, consueta, dei (non) finanziamenti e del (non) raccordo tra Università e impresa. «L'invenzione italo-francese, i nano proiettili anticancro - racconta Luigi Cattel, 70 anni - e' nata nella facoltà di Farmacia dell'Università di Torino ma ha potuto crescere a svilupparsi solo grazie alla collaborazione con l'Universita' di Paris Sud. E soprattutto ai cinque milioni di euro del Cnrs che hanno consentito al team di brevettare l'invenzione in tutto il mondo nel 2004». Come dice, molto prudentemente, Patrick Couvreur, «siamo già molto avanti nella sperimentazione pre clinica, ma ci serviranno altri dieci anni per arrivare alla sperimentazione sui malati. Il metodo sarà particolarmente utile nella cura del cancro al pancreas, una delle principali cause di morte nel mondo sviluppato». Adesso, aggiunge Barbara Stella (42 anni), «il nostro team sta lavorando per attribuire ai nano proiettili, creati per curare, anche proprietà diagnostiche».

DISINTERESSE - La vicenda sottolinea in modo spettacolare la forza degli scienziati italiani come individui e la debolezza del sistema Italia. Il brevetto infatti, come dicevamo, appartiene al Cnrs, che si e' assicurato il diritto di gestirlo, mentre agli inventori spettano solo le royalty, cioè il «diritto d'autore». Non molto diversa la differenza tra Francia e Italia sotto il profilo industriale. «Nessun gruppo farmaceutico italiano si e' dimostrato interessato a questa ricerca», dice Cattel, interesse che invece e' stato manifestato dal gruppo multinazionale francese Sanofi Aventis. Una differenza cui non e' estraneo un pizzico, diciamo pure una manciata di orgoglio nazionale: quando ha deciso di finanziare il brevetto, il Cnrs francese ha posto come condizione di non avere partner stranieri.

Edoardo Segantini 

@SegantiniE28 maggio 2013

“Farmaci super, sottopelle” - http://www.lastampa.it

Grandi come una moneta, le ”NanoGhiandole” promettono nuove logiche terapeutiche. Non solo nello spazio

Le “NanoGhiandole” di due italiani hanno già convinto la Nasa: ecco perché

DANIELE BANFI

Hanno fatto sensazione le straordinarie immagini della caduta libera di Felix Baumgartner, l’«austriaco volante» gettatosi nel vuoto da quasi 39 km. Nessuno sapeva se il suo corpo avrebbe retto oltre la barriera del suono. Ma la sfida è stata quella di riuscire a reggere per una decina di minuti. Per le imprese ancora più estreme e decisamente più lunghe, come il primo sbarco umano su Marte, gli astronauti dovranno essere al meglio della loro forma per tutta la durata della missione e non potranno permettersi il lusso di «cedere» e tanto meno di ammalarsi. L’ospedale più vicino disterebbe molti mesi di viaggio. Troppi. Ecco perché c’è chi lavora - come il torinese Alessando Grattoni e il friulano Mauro Ferrari, rispettivamente co-presidente e amministratore delegato del dipartimento di nanomedicina presso il «Methodist Hospital Research Institute» di Houston in Texas - allo sviluppo di nano-ghiandole impiantabili, capaci di rilasciare farmaci nel corpo in modo controllato. La data dell’inizio degli esperimenti in orbita è stata già fissata: ottobre 2013. 

«Fino a poco tempo fa - spiega Grattoni - l’interesse della Nasa verso le nanotecnologie era focalizzato sullo sviluppo di nuovi sensori e di materiali ultraleggeri e resistenti a stress meccanici e termici che agissero da schermo protettivo contro le radiazioni e fossero anche capaci di convertire l’energia solare in modo efficiente. Ora, però, spinti dal sogno di raggiungere il Pianeta Rosso, si fa pressante la necessità di garantire l’integrità fisica di chi prenderà parte alle spedizioni. In una missione che prevede il soggiorno per mesi o addirittura anni è necessario garantire in modo preventivo e terapeutico la salute dell’astronauta». Importante, quindi, secondo la Nasa, è lo sviluppo di dispositivi medici capaci di avvertire i primi e impercettibili segnali di una malattia e di rispondere autonomamente con la somministrare del farmaco corretto ancora prima della comparsa evidente dei sintomi. 

Le missioni nello spazio, infatti, non sono immuni da questo genere di problemi. Uno dei principali è rappresentato dalle radiazioni ad alta energia. Queste possono scatenare la formazione di radicali liberi dannosi per il corpo e innescare lo sviluppo di tumori, di complicazioni cardiache e di malattie ereditarie ed ecco perché una delle soluzioni migliori è quella di assumere in modo costante potenti molecole antiossidanti. Questo, per ovvi motivi, non potrà avvenire con una dieta ricca di frutta e verdura. «Per questa ragione - continua Grattoni - il nostro obiettivo è la realizzazione di capsule impiantabili, le nano-ghiandole, in grado di monitorare lo stato di salute dell’astronauta e, all’occorrenza, di rilasciare in modo controllato la quantità di farmaco necessaria. Ovviamente questo strategia sarà applicabile non solo agli antiossidanti, ma anche alla somministrazione di molti farmaci, per esempio per dosare livelli ormonali, controllare la temperatura corporea o regolare la pressione sanguigna». 

L’idea, per quanto appaia fantascientifica, non è poi così lontana dall’essere tradotta in realtà. Il dispositivo è realizzato in silicio, un materiale comune e poco costoso, nel quale vengono disegnati dei «nanocanali», la cui azione ricorda il funzionamento di una clessidra. La sabbia, che in questo caso è il farmaco, fuoriesce in maniera controllata e costante da un compartimento, la «NanoGhiandola», appunto. «Il primo passo - spiega lo scienziato torinese - sarà quello di creare un modello microscopico, mille volte piu grande, delle molecole nei nanocanali e studiarne il comportamento nello spazio in assenza di gravità così da riprodurre in modo più fedele il comportamento delle molecole al livello della nanoscala. Lo studio permetterà quindi di ricavare un modello matematico capace di predire le dimensioni ottimali dei nanocanali per garantire il rilascio controllato di qualunque farmaco da somministrare e per qualunque terapia medica». A Houston non aspettano altro: già nell’ottobre del prossimo anno verranno spedite sulla Stazione Spaziale Internazionale i micromodelli delle «NanoGhiandole», i quali, una volta raggiunta la loro destinazione, saranno messi sotto un microscopio a fluorescenza: così sarà possibile registrare in diretta la diffusione delle microsfere fluorescenti e misurare la loro interazione con i microcanali di silicio. 

E questo sarà solo il primo passo. La promessa è quella di grandi ricadute in campo medico, molto al di là delle esigenze degli astronauti. «E’ ormai chiaro - continua Grattoni - che in molti casi la somministrazione del farmaco tramite pillole o iniezioni è inadeguata e questi metodi tradizionali di somministrazione iniziano a segnare il passo rispetto a tecnologie farmaceutiche più evolute, tra le quali quelle nanotecnologiche. Grazie alle “NanoGhiandole”, delle dimensioni di una moneta e impiantabili sotto la pelle, potremo permetterci il lusso di dimenticarci di assumere una compressa. Per esempio - sottolinea il ricercatore - chi soffre di ipotiroidismo deve assumere a vita compresse che compensano la mancata produzione dell’ormone. Spesso però il dosaggio è problematico e i livelli del farmaco in circolo sono ottimali solo durante un limitato periodo dall’assunzione. Invece, attraverso il sistema a “NanoGhiandola”, sarà possibile somministrare in maniera più raffinata, precisa e costante il farmaco in questione». 

A beneficiare di questa rivoluzione annunciata sarà anche la lotta ai tumori. «Molto spesso gli antitumorali vengono iniettati nella massima dose tollerata, ma ciò ha pesanti effetti collaterali. Diversi studi hanno dimostrato che in alcuni casi la somministrazione costante e a piccole dosi è più efficace della terapia convenzionale e le “NanoGhiandole” potrebbero essere ideali». Se per lo spazio occorrerà aspettare un anno prima dei risultati, sulla Terra sono già in fase di sviluppo le prime «NanoGhiandole». Il team, di cui fa parte la chimica fiorentina Silvia Ferrati, sta lavorando a quelli che rilasciano ormoni. 

SCIENZA - NANOTECH - “Ora c’è la retina artificiale” - La tecnologia della retina artificiale potrà essere applicata sia sull’uomo sia su molti dispositivi: dagli smartphone fino alle creature - Creata all’IITdi Genova con polimeri e neuroni: “Servirà anche per i robot” - MARCO PIVATO - 03/10/2012 - http://www.lastampa.it

Sono passati 10 anni dallo «scandalo Schön», l’ex fisico tedesco assurto alla gloria dopo aver collezionato un’imponente letteratura, in tema di nanotecnologie, sulle riviste scientifiche più famose. Un ascesa, però, sulla quale è inciampato, dopo che i colleghi scoprirono che aveva sistematicamente falsificato i dati dei suoi esperimenti. Ma un decennio dopo si fa sul serio, fa intendere Roberto Cingolani, direttore scientifico dell’Istituto italiano di tecnologia di Genova. Con 30 brevetti, coautore di 700 articoli su riviste internazionali, ha lanciato tre aziende spin-off che stanno dando lustro al Paese, sempre più autorevole concorrente, a livello mondiale, nel campo delle nanotecnologie. Una delle «nanomeraviglie» appena uscita dalla sua fucina, sviluppata in 18 mesi, e presentata all’ultima «Conferenza sul futuro della scienza» di Venezia, è una retina artificiale, costruita su un supporto nanoingegnerizzato.

Professore, da dove si parte per costruire una retina artificiale? 

«Dapprima è stato realizzato un dispositivo per via nanotecnologica, rendendolo sensibile alla luce. Si parte da un bagno composto da monomeri polimerizzati, vale a dire plastica, e nanosfere sensibili alla luce, della grandezza di qualche centinaio di atomi. Alla fine del processo le nanosfere rimangono intrappolate nelle fibre costituite dai polimeri. Così otteniamo un supporto plastico che si comporta come una cella fotovoltaica. Questi dispositivi sono trasparenti, flessibili e di spessore infinitesimale».

Come fa un essere umano a vedere con questo sistema? 

«Sul dispositivo fotosensibile abbiamo depositato un film di neuroni umani vivi. Quando la cella è colpita dalla luce, come in tutti i sistemi fotovoltaici, trasforma l’impulso luminoso in un impulso di corrente e questo impulso, come un impulso di natura nervosa, attiva i neuroni a fare il loro mestiere...».

Quindi si tratta di neuroni del sistema visivo? 

«Si possono utilizzare neuroni del sistema visivo, dunque già “educati” a svolgere la funzione di tradurre la luce in immagini per il cervello. Ma si possono usare anche neuroni allo stadio staminale, o comunque cellule primarie deputate alla visione, che poi si differenziano in neuroni della retina grazie a segnali biochimici. La scelta dipende anche dalla sensibilità che si intende ottenere e anche dai costi».

La retina artificiale è già stata impiantata nell’uomo? 

«Saremo in grado di farlo, in futuro, ma per ora è stata applicata all’occhio di un ratto».

Che tempi prevede affinché la clinica si appropri di questa tecnologia? 

«È necessario essere cauti sulle previsioni. Il brevetto, firmato dal dipartimento di neuroscienze in collaborazione con il nostro centro di nanoscienze al Politecnico di Milano, è giovane ed è una novità assoluta. Ma che procede molto velocemente. Abbiamo ottenuto informazioni molto positive dall’esperienza sulle cavie: con l’esperimento ci siamo sincerati che la retina funziona anche dal punto di vista biologico, oltre che tecnologico».

Una retina artificiale risolve il problema della reperibilità dai donatori, ma questo supporto è ben tollerato dall’organismo oppure potrebbe dare luogo a fenomeni di rigetto? 

«Questo problema non si è presentato nelle cavie. Non servono immunosopressori. Il materiale, infatti, è completamente biocompatibile».

A proposito di biocompatibilità, come può essere tollerabile dall’organismo un dispositivo nanostrutturato? 

«E’ tollerabile, perché molto spesso le nanotecnologie utilizzano, come materiale di partenza da essere funzionalizzato, una serie di molecole biologiche. Per esempio frammenti di geni oppure di amminoacidi. A differenza dei sistemi di visione basati sul silicio, l’utilizzo di materiali molecolari che hanno struttura a base di carbonio permette una maggiore biocompatibilità, proprio perché la stragrande maggioranza delle molecole biologiche sono lunghe catene di carbonio ramificate».

La retina artificiale può essere utilizzata anche su robot o su automi destinati alla produzione di microchip o a compiti di microchirurgia? 

«Di certo è una scommessa più semplice che non lavorare su un occhio umano, dove integrare retina e fasci nervosi richiede un approccio molto complicato, ma è comunque una scommessa non meno ambiziosa. I nostri sistemi fotosensibili stanno riscuotendo grande interesse da parte dell’industria, perché sono meno costosi e dalla resa energetica maggiore rispetto alle tradizionali celle fotovoltaiche. Proprio perché sono di plastica e non di silicio hanno, inoltre, un impatto estetico decisamente migliore. Sono duttili e possono essere anche esteticamente attraenti. O, ancora, dato che, singolarmente, le celle occupano poco spazio, potrebbero essere inserite sul retro di un cellulare per ricaricarlo velocemente».  

Il nano-futuro degli oggetti

Arrivano le nanotecnologie e sono pronte a guarirci - Umberto Veronesi - 12/09/2012 - http://www3.lastampa.it

Il futuro sarà in dimensione nanometrica. Un milionesimo di millimetro: in questo ordine di grandezza si muove la nanoscienza e da qui dobbiamo partire, cercando di visualizzare questa dimensione infinitesimale, che corrisponde approssivativamente alla grandezza di una molecola, per capire la portata del progresso e la profondità della rivoluzione culturale che la nuova scienza rappresenta per l'uomo e il pianeta. Per questo abbiamo deciso di dedicare l'8ª edizione del programma «The Future of Science» - previsto a Venezia dal 16 al 18 settembre - al tema «La società nanoscientifica».

Poiché le nanoscienze ci permettono di scomporre e ricostruire il mondo in nanoelementi, le possibilità che si aprono sono infinite, come infinite sono le forme e le combinazioni della natura. Non è difficile intuire allora a quale livello di accuratezza possiamo arrivare nel mettere a punto un farmaco molecolare diretto ad un bersaglio selettivo ed esclusivo, come un gene o una proteina, o nel costruire il componente di un circuito informatico, oppure nel realizzare un materiale o un rivestimento che abbia caratteristiche speciali. Non dobbiamo, in realtà aspettare il futuro, perché la nanoscienza ha già molte applicazioni, a partire dal mio campo, quello medico. Non stiamo parlando di una branca medica finora sconosciuta, ma di una nuova dimensione della medicina nel suo insieme, che permette di applicare le conoscenze più recenti.

Se pensiamo alla nanomedicina come la medicina delle molecole, viene naturale pensare che la prima ampia applicazione sia nella diagnosi, perché da una prospettiva nanometrica è più facile individuare la minima anomalia iniziale nelle cellule del nostro organismo, per interferire meglio con gli elementi biologici elementari delle malattie che originano da mutazioni del Dna cellulare, come il cancro. La «nanodiagnostica» permette la ricerca, a livello di proteine, di biomarcatori associabili a una malattia, anche al suo esordio, e rende possibile lo studio di immagini a livello molecolare.

In generale le nanotecnologie ci avvicinano alla medicina personalizzata, se con questa intendiamo la capacità di offrire ad ogni malato la cura più adatta e con le massime possibilità di risposta. L'approccio nanotecnologico è infatti quello che ci permette la massima accuratezza nella «stadiazione» della malattia e nella somministrazione (sia come sede sia come tempi) delle terapie. Sono già in uso i primi nanofarmaci, molecole anticancro incorporate in particelle di dimensioni nanometriche - i liposomi - che, una volta iniettate nel sangue, si posizionano esclusivamente e selettivamente sulle cellule malate.

E' importante, in questa fase, che l'entusiasmo non solo di medici e ricercatori, ma di tutti gli uomini di scienza, di fronte agli scenari inediti e allo stesso tempo concreti che la nanoscienza apre di fronte a noi, tenga conto dei dubbi e dcelle paure che sempre comporta l'ampliamento delle possibilità di intervento dell'uomo su se stesso e sul pianeta. Cosa succede quando le nuove particelle e i nuovi materiali vengo in contatto con i sistemi vitali? Chi decide i limiti della nanoscienza, in grado di mimare la natura e riprodurre anche un filamento di Dna? Sono quesiti che la società inizia porsi e a cui la scienza deve prepararsi a rispondere. Se vogliamo che la società nanoscientifica sia una società migliore, è fondamentale che avviamo da subito un processo di informazione chiara, corretta e trasparente nei confronti della popolazione, che si traduca in una presa di coscienza collettiva sui benefici e i rischi delle nanotecnologie. Tutto questo è l'ambizione e l'impegno dell'incontro di Venezia.

Dai farmaci alle astronavi la rivoluzione non aspetta

Le microparticelle anti-tumori

I rischi della nanomedicina

Verso le diagnosi "cellulari" super-precoci

L'infinitamente complesso di Francesca Cerati, 9 settembre 2012, http://www.ilsole24ore.com/

Le nanotecnologie stanno cambiando pelle. Da embedded si stanno trasformando in piattaforme, da passive stanno diventando attive. Se infatti alla nascita avevano una visibilità indiretta, perché impiegate per migliorare le performance di prodotti già esistenti, ora si tratta di pensare a sistemi basati solo o quasi esclusivamente su componenti nanometrici, in grado di creare strutture complesse e adattarsi agli stimoli esterni. In pratica, una nuova categoria di processi produttivi e di prodotti.

Facendo, però, i conti con principi di sostenibilità, economicità e benignità nei confronti dell'ambiente e dell'uomo. «Le nanotecnologie non sono né buone né cattive, dipende da noi usarle in maniera intelligente, cioè come una tecnologia abilitante che permette di manipolare la materia vivente copiando la natura – spiega Paolo Milani, ordinario di Struttura della materia all'Università di Milano –. Questo strumento potentissimo, però, oltre a richiedere un approccio integrato tra medici, fisici, ingegneri, informatici, ha anche bisogno di un nuovo modello di sviluppo.

Non si può pensare di bruciare continuamente carbone e poi pretendere che le nanotecnologie disinquinino l'aria...». In altre parole, la grossa rivoluzione delle nanotecnologie non è tanto il singolo elemento, ma il valore aggiunto è nel combinare questi mattoni nanometrici che fanno cose che non sono la semplice somma delle loro parti, in un contesto produttivo e normativo ben delineato. Per comprendere la dimensione del settore, basta qualche numero: negli Stati Uniti i materiali nanostrutturati nell'industria petrolifera e chimica influiscono per il 30-40%; nel mercato mondiale i semiconduttori con dimensioni inferiori ai 100 nanometri rappresentano oltre il 30%, e ben il 60% nel mercato Usa; solo nel 2010 il 15% della diagnostica avanzata e delle terapie molecolari si basa sulle nanoscienze.

Attraverso la National nanotechnology initiative (Nni), l'America ha investito negli ultimi dieci anni, 12 miliardi di dollari e dato 2mila posti di lavoro, un impegno secondo solo al programma spaziale. Secondo Mihail Roco, senior advisor for nanotechnology della National Science Foundation il mercato è assolutamente profit, «se consideriamo una tassa del 20% e la applichiamo ai 90 miliardi dollari che ha prodotto il mercato che incorpora nanotecnologie nel 2009, il risultato è pari a 18 miliardi, che supera l'investimento in R&S fatto dalla Nni». E ci stiamo già muovendo verso una nuova fase, definita nano 2. Se nel decennio 2000-2010 l'obiettivo si è incentrato sulla ricerca interdisciplinare su scala nanometrica, nel decennio in corso (2010-2020) si parla di integrazione e applicazioni di nanosistemi più complessi, che interessano nuovi ambiti, come la bio-nanofabbricazione, l'industria alimentare e le tecnologie cognitive. Lo sviluppo sarà rapido e irregolare. Ma perché tutto questo decolli occorrono programmi di finanziamento dedicati, e paternariati tra industria, università, organizzazioni internazionali e società. «Non si tratta solo di soldi, ma anche di cambio di mentalità – precisa Andrea Cuomo, vice president Advanced system technology alla StMicroelectronics, che insieme a Milani parteciperà alla tavola rotonda sulle prospettive delle nanotecnologie nell'ambito dell'Ottava conferenza mondiale sul futuro della scienza promosso dalle Fondazioni Umberto Veronesi, Giorgio Cini, Silvio Tronchetti Provera –. A partire dalla formazione universitaria, alla costruzione di infrastrutture (nano-hub di R&S), alla compilazione di norme internazionali (banche dati, brevetti, nomenclatura)».

Ma come si passa dall'infinitamente piccolo all'infinitamente complesso? «Questa è la grande sfida – dice Cuomo –. Tra qualche anno metteremo centinaia di miliardi di componenti su un chip che dialogano tra loro, e che dovranno dialogare con altri device, altrettanto complessi (internet delle cose, ndr)». La soluzione? «Recuperare lo spirito del Rinascimento. La metodologia scientifica seguita finora, quella del dividi et impera non funziona quando si arriva a dei livelli di complessità così elevati. E quindi si deve affrontare con la multidisciplinarietà. Una necessità per il futuro, in un mondo che richiede sempre meno profondità sistematica e sempre più networking». Un messaggio che l'università dovrebbe cogliere.

Epilessia e Parkinson/ Un microchip nel cervello per curarli  - Martedì, 4 settembre 2012 - http://affaritaliani.libero.it/

Un microchip di silicio a forma di ago, impiantabile nel cervello e capace di stabilire una comunicazione bi-direzionale e ad alta risoluzione con i neuroni cerebrali. Un dispositivo capace di leggere l'attività dei neuroni, dai quali riceve poi un feedback utile a calibrarne meglio l'utilizzo da parte del medico.

Potrebbe essere questa la svolta per la cura di mlattie come epilessia e Parkinson. A realizzare la scoperta, un consorzio europeo tra scienziati italiani, israeliani e tedeschi coordinato dal professor Stefano Vassanelli, neurofisiologo del Dipartimento di Scienze biomediche dell'Università di Padova.

La ricerca, come racconta il Corriere del Veneto, è iniziata tre anni e mezzo fa ed è stata condotta nell'ambito del "Progetto CyberRat" finanziato dall'Unione europea e dalla Fondazione Cariparo con 2 milioni di euro. Per ora il chip è stato testato sulle cavie, ma l'idea è quello di impiantarlo nei pazienti.

Nasi elettronici e microproiettili - Così saranno curate le cellule

Arrivano le nanomacchine 'viventi' - Sono fatte di proteine e si auto-assemblano, 11 giugno, http://www.ansa.it

 (ANSA) - MONTREAL, 11 GIU - Nuovo passo in avanti verso la realizzazione di microscopiche macchine molecolari 'viventi', fatte di proteine e capaci di autoassemblarsi per funzionare, ad esempio, come rilevatori di inquinanti ambientali o come sensori per la diagnosi di malattie. La tecnica, descritta da ricercatori dell'università di Montreal su 'Nature Structural and Molecular Biology', aiuterà anche a comprendere meglio l'origine di malattie causate dall'accumulo di proteine difettose, come Alzheimer e Parkinson.

DROSOPHILA MELANOGASTER UN PICCOLO INSETTO CHE SI È RIVELATO UN MODELLO IDEALE PER LA RICERCA RICONOSCIMENTO AI PRIMI LAVORI SCIENTIFICI SUL DNA ANDÒ IL NOBEL PER LA MEDICINA - Il moscerino della frutta Un «gigante» della genetica - Proseguendo sulla via aperta da Mendel e riproducendo di continuo la Drosophila, si scoprì che i cromosomi sono i portatori dei geni - Caprara Giovanni, 10 giugno 2012 - Corriere della Sera, http://archiviostorico.corriere.it

C harles W. Woodworth amava costruire telescopi amatoriali per scrutare astri lontani, ma quando entrava in laboratorio all' Università di California, a Berkeley, il suo occhio era attratto dalle venature sulle ali degli insetti. Le cercava anche nei più piccoli, tanto piccoli da richiedere un microscopio per essere visti. E raccontò poi le sue scoperte nel libro: "Le vene nelle ali degli insetti" (1906). Woodworth era arrivato sulla costa californiana fuggendo dall' Arkansas, dove aveva iniziato ad insegnare, perché soffriva di attacchi di malaria. A Berkeley costruì la sua fama di entomologo, indagando natura e comportamenti di vari insetti: da quelli degli agrumi alle cavallette, studiando pure le armi per combatterli. Al punto da proporre e scrivere la prima legge sull' impiego degli insetticidi. Tuttavia il suo merito "storico" è legato soprattutto all' aver posto per primo l' attenzione sulla Drosofila, allevandola. Ma, fatto più importante, durante un soggiorno all' Università di Harvard, fu lui a suggerire al genetista William E. Castle di utilizzare l' insetto, perché sarebbe stato il più adatto per ricerche di genetica. Così accadde e la Drosophila melanogaster divenne da allora un perenne cavallo di battaglia dei genetisti, aprendo prospettive neanche immaginate, soprattutto grazie a Thomas Hunt Morgan, un altro scienziato statunitense. Morgan nacque nel Kentucky da genitori ungheresi e dopo aver peregrinato fra vari laboratori, tra cui quello famoso per la biologia marina di Woods Hole, approdò all' insegnamento nelle aule della Columbia University a New York. È qui che dal 1909, attratto dai lavori di Woodworth e Castle, mise sotto le sue lenti il moscerino della frutta affrontando studi sull' ereditarietà. Stava cercando un modo economico e semplice per incrementare le indagini e il ricorso alla Drosophila soddisfaceva immediatamente le necessità a lungo inseguite. I risultati furono insperati e, grazie al minuscolo insetto, Morgan riuscì persino a sfidare le concezioni del monaco ceco Gregor Mendel e le leggi con le quali era diventato il maestro dell' ereditarietà. E proprio nell' approfondimento del pensiero del maestro, l' entomologo americano costruì la sua grandezza. Infatti portando avanti le ricerche condotte da Mendel nella serra del convento di Brno, riproducendo di continuo la Drosophila, Morgan scoprì che i cromosomi sono i portatori dei geni e dimostrò così la validità delle idee del maestro criticato. Il laboratorio di Morgan alla Columbia era angusto e poca luce filtrava dalle finestre. Eppure dal minuscolo e silenzioso luogo, battezzato la "stanza delle mosche", uscì una capitolo fondamentale della genetica. Nella penombra Morgan era riuscito a localizzare i geni nei cromosomi mettendo in evidenza il loro ordinamento lineare e dimostrava, in particolare, la capacità di produrre mutazioni, ponendo così le basi della teoria cromosomica dell' ereditarietà. Milioni di insetti passavano nelle sue mani, producendo altre scoperte. Eppoi dal moscerino passava alle rane con altrettanta passione occupandosi di embriologia e stabilendo, contrariamente a quanto si credeva fino ad allora, che la forza di gravità non influiva sullo sviluppo delle uova. Le ricerche sulla rigenerazione coinvolgevano Morgan seriamente soprattutto negli ultimi anni della vita dopo il trasferimento al California Institute of Technology di Pasadena. Però la genetica rimaneva il suo primo e più grande amore scientifico e fu proprio grazie ai grandi risultati ottenuti con la docile Drosophila che nel 1933 gli veniva assegnato il premio Nobel per la medicina; un riconoscimento idealmente condiviso con il moscerino della frutta ormai diventato anch' esso famoso e sempre sul tavolo dei laboratori. Ma perché? Il 70 per cento del suo Dna è come quello dell' uomo e quindi buona parte delle nostre malattie genetiche si possono esplorare sulla Drosophila. Inoltre il 50 per cento delle proteine dell' illustre moscerino hanno analogia nei mammiferi. Per queste ragioni è il modello genetico per indagare numerose malattie: dal morbo di Parkinson all' Alzheimer. Ma non solo. Gli studi possibili spaziano dal sistema immunitario al diabete, dall' invecchiamento fino al cancro. Ed ora è l' organismo ideale anche per individuare le conseguenze nella diffusione delle nanotecnologie. «Ancora non si conosce il potenziale pericolo che l' impiego di sostanze su scala così piccola può provocare sulla salute dell' uomo e sull' ambiente», spiega Roberto Cingolani, direttore scientifico dell' Istituto Italiano di Tecnologia (IIT). E cco perché nei laboratori genovesi è entrata la Drosophila melanogaster, di nuovo protagonista in una ricerca di frontiera. «L' abbiamo alimentata con dosi precise di particelle d' oro, controllando che cosa accadeva di generazione in generazione - dice il direttore -. Sappiamo che la biocompatibilità di una sostanza dipende dalle quantità e così siamo andati alla ricerca di tracce del metallo nelle ovaie e nell' intestino. Abbiamo nutrito mamma e papà con l' oro e i figli con cibo normale. Alla fine abbiamo constatato che dopo un certo numero di moscerini normali nasceva un mutante. Esiste dunque un danno biologico». Tutti gli esperimenti hanno portato a due tipi di evidenze: «La prima - aggiunge Roberto Cingolani - è che in base alla trasformazione subìta, le particelle possono non essere tossiche. Se le particelle sono ricoperte da certi tipi di polimeri, poi, la tossicità scompare. E questo ci fa interrogare su quanto duri in realtà la protezione di un polimero per garantire la sicurezza del metallo. La risposta arriverà solo dopo un attento monitoraggio sperimentale». O ra l' Istituto Italiano di tecnologia è coinvolto nel progetto europeo "ITS-Nano", proprio per raccogliere dati necessari alla valutazione dei rischi per vari nano-materiali presenti in tanti prodotti: dai cosmetici ai dentifrici, con l' obiettivo di arrivare alla formulazione di linee guida indispensabili ad una produzione sicura. I risultati della ricerca dell' Istituto Italiano di Tecnologia sul mutante geneticamente modificato sono stati rifiutati dalla rivista scientifica Nature, soprattutto per i timori che poteva innescare. Ma lo studio è stato poi pubblicato sulla rivista Nanomedicine, conquistando addirittura la copertina: un' altra vittoria del moscerino della frutta. 

Studioso energico e spiritoso Thomas Morgan Il potenziale rischio nascosto nelle nanotecnologie è una delle sei direzioni su cui si sviluppa la Nanotechnology Initiative varata negli Stati Uniti. La crescita della nuova frontiera può essere garantita soltanto dalla sicurezza delle sue applicazioni. La strategia del piano americano riguarda dagli impianti di ricerca, all' esposizione dell' uomo, dall' impatto sulla salute e l' ambiente alla modellizzazione informatica dei processi. E per ciascuna ricerca, secondo le linee dettate dal governo federale si devono valutare le possibili implicazioni etiche, legali e sociali. (Nella foto, la copertina delle rivista che riporta lo studio sulla Drosophila condotto all' Istituto Italiano di Tecnologia di Genova). Anche se alla Columbia University lavorava nella penombra della «stanza delle mosche» Thomas Morgan (1866-1945) non era per niente ombroso di carattere. Anzi. Era energico nella guida tanto da essere battezzato «il boss», ma dopo aver programmato il lavoro lasciava ai suoi «ragazzi», gli studenti, la prosecuzione dell' opera per abituarli a ricercare e a pianificare. Il tutto condito dal suo senso dell' umorismo e da un' inclinazione da buontempone; insomma l' ideale di un maestro da cui imparare tante cose, divertendosi. Morgan però era allergico alle nuove tecnologie: ad esempio non amava il microscopio binoculare e si opponeva alle innovazioni che i suoi collaboratori portavano in laboratorio. Scriveva i suoi dati delle osservazioni sul retro di vecchie buste o pezzetti di carta improvvisati. Spesso gli stessi sui quali, sbrigativamente, schiacciava le mosche dopo averle scrutate sotto la lente. A lui interessavano i risultati e volò al Nobel.

Vi racconto l'uomo che verrà - Più buono grazie alla nano scienza - Una riflessione sulla società del futuro colma dell'ottimismo tipico dello scienziato, perchè "la scienza ha costantemente migliorato la nostra vita". Dai tempi della geometria ad oggi, l'era del Dna di Umberto Veronesi, (11 giugno 2012), http://www.repubblica.it

La scienza trasformerà il futuro e la vita dell'uomo, lo ha sempre fatto e lo farà ancora di più. Le religioni resisteranno, ma è la scienza che traccia la via del domani e ne detta l'agenda: le evoluzioni sociali e intellettuali che vivremo, avranno origine da un progresso scientifico. Da bambino ho vissuto il passaggio dall'illuminazione a gas a quella elettrica.E ho visto il modello familiare e sociale trasformarsi drasticamente.

Da adulto ho vissuto la nascita e l’esplosione dell’era digitale, che ha ancora più radicalmente cambiato i rapporti fra uomini e fra uomo e ambiente. Ora siamo nell’era del Dna: non solo abbiamo decodificato il mistero della vita, ma stiamo imparando a riprodurlo. Già più di dieci anni fa Michel Houellebeck nel suo libro Le particelle elementari (che Oskar Roheler ha trasformato in un bel film) raccontava di un biologo che era riuscito a ricostruire artificialmente il Dna umano in laboratorio, precipitandoci nella riflessione cruciale di come l’umanità saprà utilizzare questo straordinario progresso. E la verità è che ancora oggi siamo per lo più spiazzati eticamente e giuridicamente. Ma non ci possiamo sottrarre a questa prova, perché se qualcosa è scientificamente ipotizzabile, prima o poi qualcuno la realizzerà. L’incertezza è soltanto quando e come, e la sfida è fare in modo che sia realizzata a puro vantaggio dell’uomo. Gli scienziati sono ottimisti perché la scienza ha costantemente migliorato la nostra vita, sin dai tempi della sua nascita, quando la divisione delle proprietà terriere tra agricoltori, per aumentare la produzione di cibo, ha dato origine alla geometria.

Scrive Nicholas Negroponte, uno dei maggiori innovatori del nostro tempo: «Il mio ottimismo non è alimentato da un’anticipazione su nuove scoperte o invenzioni. Trovare una cura per il cancro o l’Aids, scoprire un modo accettabile per controllare la crescita della popolazione, inventare una macchina che respiri la nostra aria e beva l’acqua dei nostri oceani restituendole purificate, sono sogni che possono avverarsi oppure no. Non occorre aspettare nessuna invenzione ». L’orizzonte più vicino è segnato dalla nanoscienza, che ci permette di ricostruire il nostro mondo nella dimensione del nanometro, un milionesimo di millimetro, la dimensione della natura. Presto potremo avere nuove forme di cattura dell’energia solare con circuiti nanometrici fotovoltaici mischiati alle vernici delle case, avremo microspie diffuse negli ambienti con uno spray, disporremo dei respirociti, microorganuli iniettabili nel sangue, che assorbono enormi quantità di ossigeno, tanto che con un’iniezione di respirociti potremo correre per tre ore senza respirare. L’impatto sociale della nanoscienza sarà enorme: intellettuale, educativo, artistico, sentimentale, passionale, politico. Ma la società nanoscientifica sarà una società migliore.

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Che cervello quel computer - La macchina super intelligente funzionerà come i nostri neuroni Intervista a Bandyopadhyay, lo scienziato che ha inventato le molecole artificiali che mimano il comportamento delle cellule cerebrali , L‘Unita (CRISTIANA PULCINELLI), 28 maggio 2012, http://www.swas.polito.it

I COMPUTER DI OGGI LAVORANO A VELOCITÀ IMPRESSIONANTI: ALCUNI DI ESSI SONO CAPACI DI ESEGUIRE 10MILA MILIARDI DI ISTRUZIONI IN UN SECONDO.

TUTTAVIA, POSSONO ESEGUIRLE SOLO IN SEQUENZA, OVVERO UNA ALLA VOLTA.

Le cellule del nostro cervello invece sono lente: «scaricano», cioè trasmettono impulsi elettrici, solo alcune centinaia di volte al secondo.

Ma sono una squadra: milioni di neuroni lavorano in parallelo simultaneamente e questo fa sì che tutti insieme siano enormemente più efficienti di qualsiasi computer superveloce.

Ma non è finita qui.

Le connessioni tra i neuroni si modificano, evolvono, rafforzandosi o indebolendosi a seconda dell'uso.

In altri termini, la rete che formano, ovvero il cervello, impara.

Infine, il cervello è in grado, almeno in parte, di autoripararsi: se un neurone muore, un altro prende il suo posto.

Allora, perché non prendere esempio da quella macchina biologica perfetta per progettare il computer del futuro? È questa la domanda che si è posto Anirban Bandyopadhyay, fisico indiano di 37 anni che ha al suo attivo una carriera scientifica di tutto rispetto, tanto che si vocifera già di una sua candidatura al Nobel.

Bandyopadhyay oggi lavora al National Institute for Materials Science in Giappone.

Da lì ha creato, insieme a un gruppo di colleghi statunitensi, un nanocervello, ovvero un minuscolo computer costituito di poche molecole che mima le caratteristiche del cervello umano.

Ogni molecola di questa macchina biologica interagisce contemporaneamente con le vicine facendole cambiare di stato e quindi funzionando come un interruttore di un computer che lavora in parallelo.

Inoltre, anche il nanocervello evolve e si autoripara.

Per testare la sua potenza, i ricercatori lo hanno usato per simulare due fenomeni naturali: come il calore si diffonde in un materiale e come un cancro cresce nell'organismo.

Ed è l'applicazione medica che ad Anirban Bandyopadhyay sta più a cuore da quando, nel 2010, ha perso suo padre per un ictus, come ha raccontato nel corso di un suo intervento al festival «Poiesis» di Fabriano.

Il vostro studio apre la strada allo sviluppo del computer molecolare che secondo alcuni sarebbe la nuova rivoluzione in informatica? «Noi crediamo di sì.

Solo che non è chiaro se si potrà chiamarlo computer perché i computer esistenti risolvono problemi in cui l'algoritmo è ben definito, ad esempio l'addizione tra due numeri.

Tuttavia, nel caso in cui non si possa definire bene il problema, questo nuovo apparecchio molecolare ci potrebbe accompagnare nel difficile compito di cercare e trovare le informazioni che ci sono necessarie tirandole fuori da una rete di informazioni astronomicamente grande e complessa.

Si tratta del tentativo di sfruttare le tecnologie biologiche e il modo in cui funzionano.

Finora noi sapevamo che i sistemi biologici erano molto superiori alla tecnologia inventata da noi, ma non sapevamo perché.

Ora capiamo i motivi di questa superiorità».

Qual è il vantaggio del vostro nano cervello rispetto ai normali computer?

 «I computer biologici sono più lenti dei normali computer, questo vale anche per il nano cervello.

Ma, in effetti, non siamo tanto interessati alla velocità del computer, quanto piuttosto alla sua capacità di imparare che lo metterebbe in grado di risolvere problemi mai incontrati prima.

D'altra parte, si è sempre sostenuto che solo il computer quantistico potrebbe generare una velocizzazione esponenziale dell'informatica classica.

Tuttavia, è possibile velocizzare i computer anche usando oscillatori e sincronia, proprietà che troviamo in natura, ad esempio in uno stormo di uccelli o in un branco di pesci.

L'uccello che migra è guidato da un orologio interiore, un oscillatore potremmo dire, che si sincronizza con quello di tutti gli altri uccelli.

Usando questo meccanismo, invece di scrivere fantastiliardi di algoritmi sotto forma di proposizioni "se allora", noi possiamo scrivere le istruzioni direttamente nell'hardware della macchina fissando particolari parametri di sincronia tra le molecole.

Possiamo pensare agli oscillatori come a diapason, ma in questo caso sono progettati in modo che invece di un unico canale di risonanza o di comunicazione ne hanno molti.

Questo favorisce l'elaborazione simultanea di molti livelli di informazione, o una logica di livello superiore.

È un automa cellulare dotato di intelligenza».

Cosa sarebbe in grado di fare un computer costruito su questi principi? «In teoria, potrebbe risolvere problemi che un computer classico non sarebbe in grado di affrontare neppure lavorando per tutti gli anni di vita dell'universo.

Inoltre, mentre le future generazioni di computer "exascale" (ovvero computer mille volte più potenti degli attuali, n.d.r.) avranno bisogno di un'energia pari a 800-1000 mega watt, il nostro automa ha bisogno di pochi watt perché usa una comunicazione non radiativa, ovvero che avviene senza emissione di energia.

Infine, l'hardware e i circuiti di questa macchina cambiano con il tempo, cosicché evolve».

Quali sono le applicazioni pratiche delle macchine molecolari che state studiando? «Queste macchine potrebbero funzionare come un cervello robotico e quindi essere utilizzate nelle operazioni da svolgere nello spazio.

Oppure per la chirurgia medica a distanza, anche se per fare questo dobbiamo prima raggiungere l'obiettivo di rendere la nostra macchina operativa in una cellula e non solo in laboratorio.

Inoltre potrebbe essere utile per il risparmio energetico trasformando ogni singola macchina che vediamo intorno a noi e che opera utilizzando enormi quantità di energia».

CHI È

Lo studioso della tecnologia «organica» Anirban Bandyopadhyay, 37 anni, ricercatore del Nims di Tsukuba (Giappone), ha inventato i «nanobrain», molecole artificiali che mimano il comportamento dei neuroni cerebrali e si occupa di organizzare una piattaforma per creare un computer super intelligente.

A «Poiesis» ha affrontato il tema delle decisioni, sottolineando come ogni scelta avviene selezionando tra un numero astronomico di alternative.

La fisica quantistica potrebbe essere la soluzione, poicé ci consente di trattare vasti insiemi di stati possibili ad enormi velocità, grazie a processi come la sovrapposizione e la correlazione.

IL FESTIVAL

Una edita miscela di pensieri e visioni, di parole e di passioni: musica e teatro, cinema e poesia, arte e scienza.

In concreto parliamo di incontri, dibattiti, concerti, proiezioni, mostre, letture e performance artistiche.

Questo è «Poiesis», il Festival di Fabriano ideato e diretto da Francesca Merloni, che quest'anno ha chiamato ospiti illustri e di respiro internazionale come l'archistar olandese Rem Koolhaas, il filosofo Giulio Giorello, il teologo Vito Mancuso, gli scienziati Massimo Piattelli Palmarini, Giuseppe Vitiello, Anirban Bandyopadhyay, lo scrittore Raffaele La Capria che hanno illustrato l'idea di Grande Opera (tema di questa edizione) dal punto di vista logico, architettonico, filosofico, fisico-quantistico, letterario.

Il lavoro, inteso come Grande Opera dell'uomo, è stato invece discusso, tra gli altri, da Guglielmo Epifani, il Ministro Corrado Clini e Giovanni Minoli.

Tra i numerosi altri testimoni, sono saliti sul palco del festival Pierfrancesco Favino, Elisa, Paolo Fresu, Petra Magoni, Marracash, Alessandro Bergonzoni, i fratelli Taviani e Carolyn Carlson, che ha proposto una performance tra danza e poesia; i poeti Stefano Massari, Antonio Riccardi, Gian Mario Villalta; i fotografi Gabriele Basilico, Monika Bulaj, Giorgio Barrera, Andrea Jemolo.

PRESTO DEI NANOSENSORI DIAGNOSTICHERANNO I TUMORI DAL RESPIRO DEI MALATI - Due i filoni di ricerca: nanotubi di carbonio e naso elettronico, http://www.sanitanews.it

Due team di ricerca separati stanno lavorando alla messa a punto di nanosensori in grado di diagnosticare tumori dal respiro delle persone malate. Il primo gruppo guidato da Hossam Haick dell’Israel Institute of Technology di Haifa, come riporta Nano News, usando rilevatori nanoscale arrays, ha riprodotto mediante uno strumento meccanico, la capacità di individuare un tumore “annusando” il respiro di una persona ammalata, al pari di quanto si verifica con i cani. Per realizzare tale strumento, sono stati impiegati nanotubi di carbonio chimicamente modificati per creare un sensore multicomponente capace di discriminare un alito sano da uno caratteristico di un paziente affetto da tumore al polmone. E’ stato così dimostrato che la resistenza elettrica dei nanotubi di carbonio, rivestiti da uno strato di materiale organico non polimerizzato, cambia sostanzialmente quando molecole organiche non polari, come quelle presenti nel respiro, passano nei nanotubi. Grazie a tecniche computazionali è stato possibile registrare e decifrare i complessi segnali raccolti dallo strumento, che, una volta schematizzati in un grafico danno origine ad un vero e proprio profilo molecolare, graficamente differente a seconda dello stato di salute del paziente. Questo stesso strumento è stato in grado di dare promettenti risultati discriminando con una notevole precisione ratti sani e ratti affetti da insufficienza renale cronica. Un secondo gruppo guidato da Silvano Dragonieri dell’Università di Bari, come riporta la rivista Lung Cancer, ha invece usato un “naso” elettronico basato su un nanoarray commerciale per discriminare l’alito di pazienti affetti da carcinoma al polmone a grandi cellule da quelli affetti da malattia polmonare cronica ostruttiva. Con un approccio diverso, il gruppo di ricerca ha impiegato un naso elettronico ampiamente usato nell’industria chimica e della trasformazione alimentare, che utilizza un sensore nanocomposito realizzato per individuare i composti organici nell’aria. Nella ricerca sono stati raccolti campioni del respiro di 10 pazienti affetti da carcinoma al polmone del tipo “a grandi cellule”, di 10 affetti da malattia polmonare ostruttiva cronica e di 10 pazienti sani. I campioni sono stati poi analizzati con il naso elettronico, mediante il software statistico in dotazione. Così come le impronte digitali, i tre tipi di campioni sono risultati chiaramente distinguibili, senza alcuna ambiguità: un risultato che potrebbe giustificare un trial per determinare se il sistema possa essere realmente impiegato in clinica.

Se il chip va in vena, Il Mondo (F.Fr.) - DIAGNOSTICA PRONTO UN MICRODISPOSITIVO, http://www.scienzaevita.org/rassegne/31c2a9987e3107953f8c0cfb9013f80b.PDF

Un chip che nuota, letteralmente, nel sangue e che è capace di raccogliere informazioni sullo stato di salute di un paziente o di svolgere operazioni di nanochirurgia senza alcun intervento invasivo.

Non è (più ) fantascienza, ma lo scenario che si prospetta in conseguenza di uno studio compiuto alla Stanford University e dimostrato alla International Solid-State Circuits Conference.

Il processore, di appena 2 millimetri quadrati di super fi cie, è totalmente rivoluzionario rispetto a quanto visto fi no a oggi perch é è privo di batteria.

Ad alimentarlo, facendogli svolgere i compiti per i quali viene programmato, è un flusso di energia trasmessa da un'antenna esterna al corpo che lo segue e lo guida, ma nello stesso tempo gli fornisce corrente mediante il principio dell'induzione.

La rivoluzionariet à sta proprio nello studio che ha scon fi tto la convinzione, fondata su principi matematici, che nessun dispositivo sarebbe potuto essere controllato a distanza dentro al corpo usando l'induzione elettromagnetica perch é muscoli e ossa umane sono un ottimo conduttore e dissipano facilmente le basse cariche elettriche.

In base ad alcuni calcoli svolti dalla professoressa Teresa Meng, specializzata in ingegneria elettrica e scienze informatiche, il corpo umano è in grado di ricevere onde a profondit à molto superiori a quanto immaginato, dunque è possibile creare microdispositivi quasi privi di antenne e, perciò, piccolissimi.

La dimostrazione organizzata a San Francisco ha messo in mostra due differenti dispositivi: uno trainato da un altro apparecchio esterno e uno che è in grado di «remare » nella corrente sanguigna mediante due piccolissime spirali.

Una volta af fi nata, la tecnologia potrebbe condurre a creare dispositivi che portano medicinali con bassissimo dosaggio direttamente agli organi malati, ripuliscono le arterie o tengono sotto controllo gli organi senza ricorrere a sonde o interventi chirurgici.

la ricerca - Nanotech, dentro la materia una rivoluzione culturale - «Medicina, ambiente, elettronica: serve un uso responsabile» di Roberta Scorranese, 16 marzo 2012, http://www.corriere.it

Spesso le grandi idee nascono da intelligenti distrazioni. Come quella che, nel XVII secolo, indusse l'astronomo tedesco Johannes Kepler a distogliere gli occhi dalle stelle per osservare un minuscolo fiocco di neve. Lo scienziato si limitò ad annotare un dettaglio semplice ma essenziale: la sua armonia era dovuta alla disposizione di elementi minuscoli e uniformi, schierati secondo un ordine perfetto.

Si cominciava a «pensare in piccolo», punto di partenza delle ricerche sulle nanotecnologie. Certo, Democrito e gli atomisti avevano ipotizzato l'atomo secoli prima ma la base scientifica nasceva con la costante osservazione della natura. «Osservazione che continua ancora oggi - dice il professor Marcello Cacace, dell'Istituto di Materiali Nanostrutturati del CNR di Siena - e non smettiamo mai di meravigliarci». Per la grazia con cui il mondo lillipuziano attraversa la scala delle grandezze: parliamo di elementi di dimensioni inferiori ai cento nanometri, miliardesimi di metro. Ed è su questa architettura in piccola scala che la ricerca scientifica ha deciso di puntare. La Commissione europea è in prima linea: ogni anno ci investe dai 500 ai 600 milioni di euro. Con un piano di comunicazione, NanoChannels. «Una iniziativa - spiega Cristina Gabellieri, project Officer di NanoChannels - nell'ambito della strategia di comunicazione sulle Nanotecnologie della Commissione europea volto a promuovere informazione e dialogo sui benefici e l'uso responsabile di queste discipline, utilizzando vari mezzi di comunicazione: scuole, conferenze, radio e stampa». Ma perché in tanti ci scommettono?

«Perché è una nuova rivoluzione culturale - afferma Cacace - un radicale spostamento del punto di vista. È al tempo stesso un'analisi profonda della materia, isolando le sue componenti minime e un suo ridimensionamento. Vari i settori, dalla medicina alla difesa dell'ambiente, all'elettronica». Tecnicamente consiste nel manipolare atomi, molecole e agglomerati per costruire elementi infinitamente minuti. Ma è molto di più, è uno sguardo diverso sul mondo, un approccio che presuppone un atto di coraggio: saper pensare in piccolo. Se alcuni prodotti nano tecnologici sono ormai di uso comune (creme antirughe con molecole piccolissime, dentifrici ai nanocristalli, nanoparticelle d'argento nelle calze), oggi i progetti promossi dalla Commissione europea vanno oltre: si fanno nanocontenitori per veicolare i medicinali, si ricostruiscono i tessuti partendo dalla trama del legno, si creano elementi per una diagnostica accurata, nonché microchip sempre più piccoli. Ma è stato frutto di un percorso lento e difficile.

Medicina

La medicina è tra le applicazioni principali. «Specie la diagnostica - sottolinea Cacace - fa progressi». Micro strumenti per controllare da vicino l'effetto della terapia (soprattutto nel trattamento sui tumori), vettori piccolissimi che rilasciano farmaci, insomma l'utilizzo dell'infinitamente piccolo per agire con precisione sui punti interessati. Prendiamo Teresa Pellegrino, dell'Istituto Italiano di Tecnologia di Genova (nonché dell'Istituto di Nanoscienze del CNR di Lecce), a capo del progetto Magnifyco: realizza nanocontenitori magnetici per il «trasporto» di farmaci antitumorali. «Combiniamo l'effetto dell'ipertermia con rilascio controllato del medicinale - spiega Pellegrino - e siamo in grado di monitorare la risposta al trattamento con maggiore precisione. Lavoriamo in particolare sulle cellule del tumore ovarico».

Il progetto Vibrant, finanziato da Bruxelles e coordinato dal tedesco Theo Schotten, invece, sviluppa un sistema basato sulle nanotecnologie per la diagnosi o la terapia del diabete. Il programma Nanother guidato dallo spagnolo Pedro Heredia sviluppa nanovettori in grado di andare a «scovare» le cellule malate e veicolare i farmaci con due tipi di nanoparticelle. Con questi metodi, secondo molti specialisti, si risolvono diversi problemi legati agli effetti collaterali delle cure contro i tumori, come la chemioterapia. Certo, il cammino è ancora lungo: i test sono difficili e il lancio di un brevetto qualche volta richiede una tempestività che non coincide con i tempi della ricerca.

L’impermeabilità di alcuni campioni di cuoio coperti da microcapsule testata nei laboratori Bayer di Leverkusen, in Germania

Ambiente

Il cammino delle nanotecnologie è lento, paziente, meditato. Dalla felice intuizione del fisico Richard Feynman (che alla fine degli anni Cinquanta disse: «I principi della fisica non impediscono di manipolare le cose atomo per atomo») sono trascorsi anni, mondi, quasi epoche. Così oggi queste ricerche aiutano anche in una delle sfide più complesse: la salvaguardia dell'ambiente. Il progetto New ED, per dire, che unisce il lavoro di scienziati europei e israeliani, mira alla purificazione dell'acqua. Ma le ricerche sull'ambiente sono tante, diversificate: materiali polimerici per la produzione di imballaggi eco-compatibili, vernici protettive non inquinanti. Per esempio il piano N2P (www.n2p-project.eu/ ) in cui si va a modificare la struttura dei pannelli solari migliorandone notevolmente le potenzialità. E poi ci sono cementi per l'edilizia che catturano gli elementi inquinanti, rivestimenti ecologici. Ma il principio resta sempre quello: realizzare oggetti più piccoli, con minore spreco di risorse, di rifiuti ed emissioni. Anche se rimane il problema dei costi nella produzione di nanomateriali (come le nanofibre in carbonio), un nodo che la ricerca tenta di sciogliere da tempo.

Elettronica

Sono passati solo trentasette anni da quando l'ingegnere americano Kim E. Drexler, parlò di «tecnologia a livello molecolare», coniando il termine «nanomacchina». Oggi la scienza dell'infinitamente piccolo fa parte della nostra vita quotidiana, con cellulari di ultima generazione, chip sempre più minuti ed efficienti, monitor sofisticati. Ma ci sono anche i progetti più elaborati, come Multiflexioxides, coordinato da Rodrigo Martins. I ricercatori sviluppano sottili pellicole di ceramica (contenenti ossidi a più componenti) che permettono di produrre dispositivi elettronici economici, ecosostenibili e ad elevate prestazioni. C'è anche il progetto CARBonCHIP, capitanato da Caroline Whelan, che combina i vantaggi dei nanotubi di carbonio con la tecnologia del silicio, per produrre materiali ad alta capacità di trasporto di corrente.

La rincorsa all'infinitamente piccolo è lastricata di domande, discussioni, dubbi. Quali saranno le reali ricadute sull'ambiente? E i rendimenti saranno in grado di riequilibrare i costi di questi investimenti? È presto per dirlo ma una cosa è certa: imparare a sentirsi nani sulle spalle dei giganti, come diceva Bernardo di Chartres, è un esercizio che impone disciplina costante. E una consapevolezza: quel che sembra così nuovo, in fondo, ci sta accanto da secoli. Guardiamo le vetrate di alcune cattedrali: assumono differenti colori a seconda di alcune minuscole particelle di oro contenute nella struttura. Tutto si trasforma, dunque, con la necessaria umiltà.

NANOTECNOLOGIE - Tra scienza e tecnica, il rispetto della persona - Il corpo si prepara ad ospitare minuscole sentinelle - Ma quello che sveleranno tocca la sfera etico-sociale di Edoardo Boncinelli, 16 marzo 2012, http://www.corriere.it/

Ci si interroga spesso sul rapporto fra scienza e tecnica e, in particolare, su quale delle due sia tributaria dell'altra. La scienza sperimentale ha solo quattro secoli o poco più, mentre la tecnica ha più di due milioni di anni: tanti ne sono trascorsi infatti dalla produzione del primo strumento litico, un ciottolo scheggiato per mezzo di un altro ciottolo. Poi, la storia della nostra civiltà è tutto un susseguirsi di invenzioni e di perfezionamenti delle tecniche più diverse, dalla ruota al fuoco, dalla cottura dei diversi materiali alla fusione dei metalli, dalla progettazione degli acquedotti a quella dei più mirabolanti piccoli robot ante-litteram. La tecnica insomma ha ampiamente preceduto la scienza ma quando questa è finalmente comparsa all'orizzonte il rapporto si è fatto improvvisamente stretto e negli ultimi secoli non c'è stato progresso scientifico senza concomitante progresso tecnico e viceversa. Le nanotecnologie rappresentano, appunto, un esempio di tecnica che non si sarebbe proprio potuta sviluppare senza l'esplosione delle conoscenze scientifiche, in particolare quelle sulla struttura della materia. Il prefisso «nano» significa miliardesimo e infatti la nanoscienza e le nanotecnologie operano alla scala fisica del miliardesimo di metro, il nanometro appunto. Sia la materia inanimata che quella organica possono essere opportunamente studiate e modificate su questa scala. Nella materia organica in particolare, tutto ciò che conta accade a questa scala, che risulta così la più appropriata. Si possono allora progettare e costruire microscopiche nanoparticelle che possono penetrare nel corpo, se non nelle cellule stesse, per «gettare un'occhiata» e riferire su ciò che si è osservato, naturalmente a scopo diagnostico - in particolare per la diagnosi precoce dei tumori -, oppure per «portare sul posto» sostanze medicamentose, a scopo terapeutico.

Nel primo caso si parla in genere di nanosonde, mentre nel secondo di nanovettori. Si tratta di prospettive esaltanti che non tarderanno a divenire una realtà corrente, se non di routine, ma ci sono, ovviamente delle insidie e quindi delle preoccupazioni, sul piano etico-sociale. Insidie generiche e insidie specifiche. Quelle generiche riguardano la produzione industriale di «polveri» derivanti dalla miniaturizzazione e dalla manifattura di oggetti così minuscoli. Si sa che la nostra atmosfera non ha proprio bisogno della presenza di nuove polveri ed esiste quindi la preoccupazione corrispondente, che potrebbe prendere corpo allorquando i processi di produzione delle nanoparticelle diverranno un fatto di normale amministrazione, magari su larga scala. Accanto a queste preoccupazioni generiche ne esistono altre più specifiche, che riguardano per esempio la funzione diagnostica. Come in tutti i casi di diagnosi, chi deve conoscerne i risultati e come restringere queste conoscenze alle persone direttamente implicate e solo a loro?

 Cadendo nelle mani sbagliate questi dati potrebbero rivelarsi un boomerang per i soggetti interessati. Come reagiranno infine i nostri corpi quando sarà giunto il momento di ospitare le nanoparticelle più diverse? Fino a che punto possiamo perdere la «naturalezza» del nostro corpo e delle nostre cellule? Si tratta, indubbiamente, di problematiche remote ma cominciare a parlarne non può che risultare salutare. Ed è infatti quello che si sta facendo in tutto il mondo. Un'ultima osservazione: in questo campo il nostro Paese risulta particolarmente ben posizionato. Vediamo di non perdere almeno questo significativo vantaggio!