Un gruppo di ricercatori dell’Accademia cinese delle scienze ha compiuto una svolta senza precedenti nel campo della biologia dell’invecchiamento, riuscendo a invertire alcuni dei principali segni dell’età in primati anziani.   Lo studio, pubblicato lo scorso mese sulla rivista Cell, apre scenari fino a poco tempo fa ritenuti fantascientifici: è possibile riportare un organismo anziano a uno stato biologicamente più giovane, almeno nei macachi.   Alla base della ricerca ci sono le cellule progenitrici mesenchimali (MPC), cellule staminali presenti nel midollo osseo e nei tessuti connettivi, con la capacità di rigenerare ossa, cartilagini, muscoli e grasso, oltre a secernere fattori riparativi. Tuttavia, con l’avanzare dell’età, anche queste cellule invecchiano e vanno incontro alla senescenza: smettono di dividersi e iniziano a produrre molecole tossiche e infiammatorie, contribuendo al degrado generale dell’organismo. Per contrastare questo processo, gli scienziati si sono concentrati su una proteina chiamata FoxO3, nota per essere un regolatore genetico della longevità. In organismi giovani, FoxO3 attiva la riparazione del DNA, le difese contro lo stress ossidativo e altri meccanismi protettivi. Ma con l’età, la sua attività diminuisce, rendendo le cellule più vulnerabili ai danni.   Gli scienziati cinesi hanno quindi modificato geneticamente le cellule MPC affinché FoxO3 restasse costantemente attivo nel nucleo, dando così vita a cellule resistenti alla senescenza (SRC), potenziate anche nei geni legati alla funzione mitocondriale e alla risposta allo stress.   Queste cellule sono state trapiantate in macachi anziani — l’equivalente di un essere umano di circa 60 o 70 anni. I risultati sono stati sorprendenti. Le scimmie hanno mostrato un rallentamento, e in alcuni casi una vera e propria inversione, del declino osseo. Dove normalmente si osserva una perdita di densità simile all’osteoporosi umana, gli animali trattati hanno mantenuto o addirittura migliorato la robustezza dello scheletro.   Anche a livello cognitivo, i miglioramenti sono stati notevoli: i test di memoria e apprendimento hanno evidenziato un netto vantaggio nei soggetti trattati, capaci di riconoscere oggetti e orientarsi nei labirinti con maggiore efficienza rispetto ai coetanei non trattati.   Gli esami del sangue hanno rilevato una forte riduzione dei marcatori infiammatori, un fenomeno significativo se si considera che l’infiammazione cronica (o inflammaging) è uno dei principali motori delle malattie legate all’età. Scansioni e biopsie, infine, hanno rivelato un generale ringiovanimento di numerosi organi, tra cui il cervello e gli apparati riproduttivi.   Secondo i ricercatori, questo effetto sistemico sarebbe mediato dagli esosomi, minuscole vescicole rilasciate dalle SRC che trasportano segnali molecolari capaci di stimolare la rigenerazione anche nelle cellule vicine. Come ha spiegato Si Wang, uno degli scienziati a capo del progetto, «vediamo prove evidenti di ringiovanimento».   Il valore della scoperta risiede anche nel modello animale scelto. Finora, molte delle terapie anti-invecchiamento testate, come la rapamicina o i mimetici del digiuno, avevano dato risultati convincenti solo nei roditori. I macachi, però, hanno una fisiologia molto più simile a quella umana e una vita più lunga, rendendo i risultati di questo studio particolarmente promettenti.   Secondo i ricercatori, l’invecchiamento non sarebbe solo una lenta usura, ma anche un processo in parte programmabile, quindi potenzialmente reversibile. Le MPC rappresentano in questo scenario l’hardware, mentre FoxO3 è il software aggiornato che le mantiene giovani.   Restano ancora molte incognite. Le cellule resistenti alla senescenza potrebbero comportarsi in modo imprevedibile nell’organismo umano. È ancora ignoto se i benefici osservati siano duraturi nel tempo, e non è chiaro se la produzione su larga scala di queste cellule sia possibile senza rischi di rigetto immunitario.   Inoltre, si aprono interrogativi etici tipici della questione transumanista: come verranno testate queste terapie sull’uomo? Chi potrà accedervi? Quali saranno le implicazioni sociali? Un gerontologo indipendente ha commentato così la ricerca: «È una pietra miliare, ma non dobbiamo saltare subito ai titoli sull’immortalità. Il dato veramente rivoluzionario è che l’invecchiamento sistemico nei primati può essere modulato. E questo, di per sé, è un fatto straordinario».   Per ora, i macachi continuano a essere monitorati, i loro organismi raccontano con silenziosa eloquenza gli effetti del trattamento. Se in futuro approcci simili si rivelassero sicuri anche per l’uomo, la medicina potrebbe compiere un cambio di paradigma: non più curare le malattie una per una, ma agire alla radice comune dell’invecchiamento.   Una possibilità che, fino a ieri, sembrava solo un’ipotesi da narrativa sci-fi. Ma che oggi, per la prima volta, inizia a prendere la forma della realtà.   Le conseguenze sociali, e spirituali, di una tale evenienza non sono ancora state ponderate, se non, appunto in romanzi di fantascienza più o meno distopica.   SOSTIENI RENOVATIO 21

  Immagine di Daisuke tashiro via Wikimedia pubblicata su licenza Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic

La meccanica quantistica è il regno della scienza in cui nulla è normale e tutto sembra minare le basi della nostra comune comprensione della realtà. Tuttavia i fisici quantistici, che si vantano di scrutare l’abisso e carpirne i segreti inquietanti, hanno scoperto un altro fenomeno sconcertante: il «tempo negativo».

 

Come descritto in uno studio ancora in fase di revisione paritaria pubblicato da Scientific American, un team di ricercatori afferma di aver osservato fotoni che presentano questo bizzarro comportamento temporale come risultato di quella che è nota come eccitazione atomica.

 

Ciò che è successo in sostanza, come spiega Scientific American, è che quando i fotoni sono stati irradiati in una nube di atomi, sembravano uscire dal mezzo prima di entrarvi.

«Un ritardo temporale negativo può sembrare paradossale, ma significa che se si costruisse un orologio “quantistico” per misurare quanto tempo gli atomi trascorrono nello stato eccitato, la lancetta dell’orologio, in determinate circostanze, si sposterebbe all’indietro anziché in avanti», ha spiegato alla rivista Josiah Sinclair dell’Università di Toronto, i cui primi esperimenti hanno costituito la base dello studio, anche se non è stato direttamente coinvolto.

 

I fotoni – particelle prive di massa che formano quella che conosciamo come luce visibile – possono essere assorbiti dagli atomi che attraversano. Quando ciò accade, l’energia che trasportano fa sì che gli elettroni degli atomi saltino a uno stato energetico superiore. Questa è l’eccitazione atomica a cui abbiamo accennato prima.

 

Ma gli atomi possono anche de-eccitarsi, tornando allo stato fondamentale. Uno dei modi in cui ciò accade è che l’energia viene riemessa sotto forma di fotoni. A un osservatore, questo sembra come se la luce che ha attraversato il mezzo fosse ritardata.

 

I ricercatori erano sconcertati dal fatto che non ci fosse un «consenso tra gli esperti» su cosa accadesse realmente a un singolo fotone durante tale ritardo. «All’epoca non eravamo sicuri di quale fosse la risposta e pensavamo che una domanda così elementare su qualcosa di così fondamentale dovesse essere facile da rispondere», ha detto il Sinclair a Scientific American.

 

Negli esperimenti condotti, impulsi di fotoni venivano sparati attraverso una nube di atomi a temperature prossime allo zero assoluto. Ed è qui che è successo il fenomeno più strano: nei casi in cui i fotoni li attraversavano senza essere assorbiti, si è scoperto che gli atomi ultrafreddi rimanevano eccitati per l’esatto periodo di tempo in cui li avevano effettivamente assorbiti.

 

Al contrario, nei casi in cui i fotoni venissero assorbiti, verrebbero riemessi senza ritardo, o prima che gli atomi ultrafreddi potessero diseccitarsi.

 

Ciò che accade realmente è che i fotoni viaggiano in qualche modo attraverso la nube atomica più velocemente quando eccitano gli atomi – o quando dovrebbero essere assorbiti da essi – rispetto a quando gli atomi rimangono inalterati. Poiché i fotoni non trasportano informazione, la causalità rimane intatta, si legge nella rivista scientifica.

Le incertezze intrinseche a livello quantistico hanno l’effetto di confondere l’intero processo. In particolare il fenomeno della sovrapposizione, in cui particelle quantistiche come i fotoni possono trovarsi in due stati diversi contemporaneamente. Per un rivelatore che misura quando entrano ed escono da un mezzo, questo significa che i fotoni possono produrre un valore positivo così come uno negativo. E quindi, un tempo negativo.

 

Questo non cambia la nostra comprensione del tempo, affermano i ricercatori. D’altra parte, almeno per quanto riguarda il campo dell’ottica, che il tempo negativo abbia «un significato fisico più profondo di quanto si sia generalmente ritenuto» per quanto riguarda la trasmissione dei fotoni, hanno poi scritto nello studio.

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Alcuni scienziati hanno individuato più di seicento virus diversi dopo aver tamponato gli spazzolini da denti e i soffioni della doccia delle persone, ma fortunatamente la stragrande maggioranza di essi è più utile che dannosa.   La microbiologa della Northwestern University Erica Hartmann, autrice principale di un nuovo studio pubblicato su Frontiers in Microbiomes, ha dichiarato a Gizmodo di essere rimasta allo stesso tempo scioccata e affascinata quando ha scoperto che questi oggetti di uso quotidiano pullulavano di virus mangia-batteri, noti come batteriofagi.   «Ci sono così tante cose del mondo che ci circonda che non comprendiamo, comprese le cose che possono sembrare familiari», ha spiegato. «Abbiamo iniziato a guardare cose come spazzolini da denti e soffioni della doccia perché sono importanti fonti di microbi a cui siamo esposti, ma non sappiamo quali microbi trasportano o quali fattori li influenzano».     L’ultimo studio è un aggiornamento del progetto del 2021 del team della Northwestern University, denominato «Operation Pottymouth», che prevedeva l’indagine sulle fonti dei batteri presenti sugli spazzolini da denti.   Sebbene ci fosse un’incredibile diversità tra gli oltre seicento campioni di virus avvistati, un tipo che uccide i micobatteri patogeni era leggermente più comune di qualsiasi altro, ha detto la Harmann. Dato che i micobatteri possono causare gravi infezioni come la lebbra e la tubercolosi, è una buona cosa che fossero presenti anche virus che li uccidono.   «Gli spazzolini da denti e i soffioni della doccia ospitano fagi diversi da qualsiasi cosa avessimo mai visto prima», ha detto la microbiologa. «Non solo abbiamo trovato fagi diversi sugli spazzolini da denti e sui soffioni della doccia, ma ne abbiamo trovati diversi su ogni spazzolino da denti e su ogni soffione della doccia».   Negli ultimi anni i fagi sono stati studiati e utilizzati come trattamenti per le infezioni batteriche, in particolare quelle che sono mutate per resistere agli antibiotici. Mentre la Hartmann insiste sul fatto che queste scoperte sono accattivanti di per sé, sapere che potrebbero essere utilizzate in trattamenti medici le rende molto più utili.   «Potrebbe essere che il prossimo grande antibiotico sarà basato su qualcosa che cresce sul nostro spazzolino da denti», ha concluso la scienziata. Come riportato da Renovatio21, il mondo rischia di tornare all’era precedente alla scoperta della penicillina con l’aumento di patogeni resistenti agli antibiotici. «Gli antibiotici sono stati la più grande conquista della medicina di sempre», ha affermato la professoressa Yvonne Mast, microbiologa e ricercatrice presso il Leibniz Institute di Braunschweig. «Il fatto che stia emergendo sempre più resistenza e che manchino nuovi antibiotici è una minaccia importante».   Come riportato da Renovatio 21, anche l’ONU ci mette in guardia da questo potenziale pericolo: i batteri resistenti agli antibiotici uccideranno tanto quanto il cancro entro il 2050.   A questo punto qualcuno potrebbe affermare l’utilità dei batteriofagi che sedimentano nei nostri spazzolini da denti, perché non sia mai che ci possano essere d’aiuto nella scoperta di nuovi antibiotici. SOSTIENI RENOVATIO 21