12 PROGRESSI IN BIOLOGIA NEGLI ULTIMI 30 ANNI - BIOLOGIA - 2025

La biologia ha fatto passi da gigante negli ultimi 30 anni. Questi progressi nel mondo scientifico trascendono tutte le aree che circondano l'uomo, influenzando direttamente il benessere e lo sviluppo della società in generale.

Come branca delle scienze naturali, la biologia concentra il suo interesse sullo studio di tutti gli organismi viventi. Ogni giorno innovazioni tecnologiche rendono possibili indagini più specifiche delle strutture che compongono le specie dei cinque regni naturali: animale, vegetale, monera, protista e fungo.

Genoma umano. Fonte: cortesia: National Human Genome Research Institute, tramite Wikimedia Commons

In questo modo, la biologia potenzia la sua ricerca e offre nuove alternative alle diverse situazioni che affliggono gli esseri viventi. Allo stesso modo, fa scoperte di nuove specie e specie già estinte, che aiutano a chiarire alcune questioni legate all'evoluzione.

Uno dei principali risultati di questi progressi è che questa conoscenza si è diffusa oltre i confini del ricercatore, raggiungendo l'ambiente quotidiano.

Attualmente, termini come biodiversità, ecologia, anticorpi e biotecnologia non sono ad uso esclusivo dello specialista; Il suo utilizzo e la conoscenza in materia fa parte della vita quotidiana di molte persone non dedite al mondo scientifico.

I progressi più importanti in biologia negli ultimi 30 anni

Interferenza dell'RNA

Nel 1998 è stata pubblicata una serie di indagini relative all'RNA. Questi affermano che l'espressione genica è controllata da un meccanismo biologico, chiamato interferenza dell'RNA.

Attraverso questo RNAi è possibile silenziare geni specifici di un genoma in modo post-trascrizionale. Ciò è ottenuto da piccole molecole di RNA a doppio filamento.

Queste molecole agiscono bloccando la traduzione e la sintesi delle proteine, che avviene nei geni dell'mRNA. In questo modo sarebbe controllata l'azione di alcuni patogeni che provocano gravi malattie.

RNAi è uno strumento che ha avuto grandi contributi nell'area terapeutica. Attualmente questa tecnologia viene applicata per identificare molecole che hanno un potenziale terapeutico contro varie malattie.

Primo mammifero adulto clonato

Il primo lavoro in cui è stato clonato un mammifero è stato effettuato nel 1996, condotto da scienziati su una pecora addomesticata.

Per eseguire l'esperimento sono state utilizzate cellule somatiche delle ghiandole mammarie che erano in uno stato adulto. Il processo utilizzato è stato il trasferimento nucleare. La pecora risultante, denominata Dolly, è cresciuta e si è sviluppata, potendo riprodursi naturalmente senza alcun inconveniente.

Mappatura del genoma umano

Questo grande progresso biologico ha richiesto più di 10 anni per concretizzarsi, che è stato raggiunto grazie al contributo di molti scienziati in tutto il mondo. Nel 2000, un gruppo di ricercatori ha presentato una mappa quasi definitiva del genoma umano. La versione definitiva dell'opera è stata completata nel 2003.

Questa mappa del genoma umano mostra la posizione di ciascuno dei cromosomi, che contengono tutte le informazioni genetiche dell'individuo. Con questi dati, gli specialisti possono conoscere tutti i dettagli delle malattie genetiche e qualsiasi altro aspetto che desiderano indagare.

Cellule staminali da cellule della pelle

Prima del 2007, era stata elaborata l'informazione che le cellule staminali pluripotenti si trovavano solo nelle cellule staminali embrionali.

Nello stesso anno, due team di ricercatori americani e giapponesi hanno condotto uno studio in cui sono riusciti a invertire le cellule della pelle adulte, in modo che potessero agire come cellule staminali pluripotenti. Questi possono differenziarsi, potendo diventare qualsiasi altro tipo di cellula.

La scoperta del nuovo processo, in cui si modifica la "programmazione" delle cellule epiteliali, apre la strada all'area della ricerca medica.

Arti del corpo robotici controllati dal cervello

Nel 2000, gli scienziati del Duke University Medical Center hanno impiantato diversi elettrodi nel cervello di una scimmia. Lo scopo era che questo animale potesse esercitare il controllo su un arto robotico, permettendogli così di raccogliere il suo cibo.

Nel 2004 è stato sviluppato un metodo non invasivo con l'intenzione di catturare le onde provenienti dal cervello e utilizzarle per il controllo di dispositivi biomedicali. Era il 2009 quando Pierpaolo Petruzziello divenne il primo essere umano che, con una mano robotica, poteva eseguire movimenti complessi.

Questo è stato in grado di ottenere utilizzando segnali neurologici dal suo cervello, che sono stati ricevuti dai nervi del suo braccio.

Modifica della base del genoma

Gli scienziati hanno sviluppato una tecnica più precisa rispetto all'editing genetico, riparando segmenti molto più piccoli del genoma: le basi. Grazie a ciò è possibile sostituire le basi del DNA e dell'RNA, risolvendo alcune mutazioni specifiche che potrebbero essere correlate a malattie.

CRISPR 2.0 può sostituire una delle basi senza alterare la struttura del DNA o dell'RNA. Gli specialisti sono riusciti a cambiare un'adenina (A) in una guanina (G), "ingannando" le loro cellule per riparare il DNA.

In questo modo le basi AT sono diventate una coppia GC. Questa tecnica riscrive gli errori nel codice genetico, senza la necessità di tagliare e sostituire intere aree di DNA.

Nuova immunoterapia contro il cancro

Questa nuova terapia si basa sull'attacco al DNA dell'organo che ha le cellule tumorali. Il nuovo farmaco stimola il sistema immunitario e viene utilizzato nei casi di melanoma.

Potrebbe anche essere utilizzato nei tumori, le cui cellule cancerose hanno una cosiddetta "carenza di riparazione del disadattamento". In questo caso, il sistema immunitario riconosce queste cellule come estranee e le elimina.

Il farmaco è stato approvato dalla Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti.

Terapia genetica

Una delle cause genetiche più comuni di morte infantile è l'atrofia muscolare spinale di tipo 1. Questi neonati mancano di una proteina nei motoneuroni del midollo spinale. Questo fa sì che i muscoli si indeboliscano e smettano di respirare.

I bambini con questa malattia hanno una nuova opzione per salvare le loro vite. È una tecnica che incorpora un gene mancante nei neuroni spinali. Il messenger è un virus innocuo chiamato virus adeno-associato (AAV).

La terapia genica AAV9, che ha il gene della proteina assente dai neuroni nel midollo spinale, viene somministrata per via endovenosa. In un'alta percentuale dei casi in cui è stata applicata questa terapia, i bambini hanno potuto mangiare, sedersi, parlare e alcuni persino correre.

Insulina umana attraverso la tecnologia del DNA ricombinante

La produzione di insulina umana attraverso la tecnologia del DNA ricombinante rappresenta un importante progresso nel trattamento dei pazienti con diabete. I primi studi clinici con insulina umana ricombinante nell'uomo sono iniziati nel 1980.

Ciò è stato fatto producendo separatamente le catene A e B della molecola di insulina e quindi combinandole utilizzando tecniche chimiche. Ora, il processo ricombinante è stato diverso dal 1986. Il codice genetico umano per la proinsulina è inserito nelle cellule di Escherichia coli.

Questi vengono poi coltivati ​​mediante fermentazione per produrre proinsulina. Il peptide linker viene scisso enzimaticamente dalla proinsulina per produrre insulina umana.

Il vantaggio di questo tipo di insulina è che ha un'azione più rapida e un'immunogenicità inferiore a quella del maiale o del manzo.

Piante transgeniche

Nel 1983 furono coltivate le prime piante transgeniche.

Dopo 10 anni, la prima pianta geneticamente modificata fu commercializzata negli Stati Uniti e due anni dopo un concentrato di pomodoro prodotto da una pianta GM (geneticamente modificata) entrò nel mercato europeo.

Da quel momento in poi, ogni anno vengono registrate modificazioni genetiche nelle piante di tutto il mondo. Questa trasformazione delle piante avviene attraverso un processo di trasformazione genetica, in cui viene inserito materiale genetico esogeno

La base di questi processi è la natura universale del DNA, contenente le informazioni genetiche della maggior parte degli organismi viventi.

Queste piante sono caratterizzate da una o più delle seguenti proprietà: tolleranza agli erbicidi, resistenza ai parassiti, amminoacidi modificati o composizione grassa, sterilità maschile, cambiamento di colore, maturazione tardiva, inserimento di un marker di selezione o resistenza alle infezioni virali.

Scoperta del 79 ° organo del corpo umano

Sebbene Leonardo Da Vinci lo descrisse già più di 500 anni fa, la biologia e l'anatomia consideravano il mesentere come una semplice piega di tessuto, senza alcuna importanza medica.

Tuttavia, nel 2017, la scienza ha ritenuto che il mesentere fosse considerato il 79 ° organo, quindi è stato aggiunto a Gray's Anatomy, il manuale di riferimento per anatomisti.

Il motivo è che gli scienziati ora considerano che il mesentere è un organo che forma una doppia piega del peritoneo, essendo il collegamento tra l'intestino e la parete addominale.

Una volta classificato come organo, è ora che si dovrebbero fare ulteriori ricerche sulla sua reale importanza nell'anatomia umana e su come può aiutare a diagnosticare alcune malattie o eseguire interventi chirurgici meno invasivi.

La donazione di organi lascerà il posto alla stampa 3D

La stampa 3D è uno dei più importanti progressi scientifici degli ultimi decenni, soprattutto a livello pratico, essendo uno strumento che sta cambiando molti settori economici e gran parte della ricerca scientifica.

Uno degli usi già presi in considerazione è quello del massiccio sviluppo degli organi, poiché i progressi potrebbero consentire la riproduzione di tessuti umani complessi per impiantarli chirurgicamente.

Riferimenti

1. SINC (2019) Dieci progressi scientifici del 2017 che hanno cambiato il mondo en
2. Bruno Martín (2019). Premio per il biologo che ha scoperto la simbiosi umana con i batteri. Paese. Recupero da elpais.com.
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6. Emily Mullin (2017). CRISPR 2.0, in grado di modificare una singola base di DNA, potrebbe curare decine di migliaia di mutazioni. Revisione della tecnologia MIT. Recupero da technologyreview.es.