bioelettromagnetismo

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Venerdì, 16 Giugno 2023 22:15

Special Issue della Rivista "Bioengineering"

Bioengineering special issueI campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici (EMF) sono ampiamente utilizzati nella vita di tutti i giorni e in specifici ambienti professionali. Le tecnologie basate sui campi elettromagnetici impiegano diverse porzioni dello spettro, dai campi statici ai campi elettromagnetici a bassa e alta frequenza incluso le onde millimetriche e THz.

L'esposizione a questi campi solleva preoccupazioni circa i possibili effetti sulla salute umana, in particolare a causa della diffusione delle reti 5G che dovrebbero avere un impatto importante sugli scenari di esposizione. D'altra parte, le applicazioni biomedicali delle radiazioni non ionizzanti sono impiegate con successo per la diagnosi e la terapia (ad esempio, trattamenti basati sull'elettroporazione, l'ipertermia a microonde, ecc.). C'è perciò un grande interesse nel valutare i meccanismi di interazione associati, che sono rilevanti anche per favorire lo sviluppo di nuove applicazioni biomediche o l'ottimizzazione di quelle esistenti.

Il numero speciale "Electric, Magnetic, and Electromagnetic Fields in Biology and Medicine: From Mechanisms to Biomedical Applications, Volume II" della rivista Bioengineering, i cui guest editor sono Stefania Romeo e Anna Sannino del CNR-IREA, intende raccogliere studi scientifici riguardanti indagini in vitro, in vivo ed epidemiologiche sull'esposizione a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici, volti a valutare i possibili effetti sulla salute nonché il potenziale benefico di tali campi per la diagnosi e la terapia, e studi incentrati sui meccanismi di interazione. 

Ulteriori informazioni sono disponibili a questo link

La scadenza per la sottomissione degli articoli è il 31 dicembre 2023
 


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locandina convegno ICEmB

Sono disponibili sul sito dell’ICEmB, il Centro Interuniversitario di ricerca sulle Interazioni fra Campi Elettromagnetici e Biosistemi di cui l’IREA è una delle Unità di Ricerca, gli Atti del III Convegno Nazionale “Interazioni tra Campi Elettromagnetici e Biosistemi” tenutosi a Napoli dal 2 al 4 luglio 2014. Obiettivo del Convegno è stato stimolare il confronto tra i ricercatori appartenenti a discipline diverse (ingegneristiche, fisiche, biologiche e mediche) operanti nel settore del bioelettromagnetismo, offrire una fotografia dello stato dell’arte della ricerca nel settore in Italia e fornire una base per l’orientamento verso sviluppi futuri.

Chair del Convegno è stata la prof.ssa Rita Massa dell’Università di Napoli “Federico II e Associata all’IREA; la dott.ssa Maria Rosaria Scarfì, Primo Ricercatore dell’IREA, ha fatto parte del Comitato Tecnico Scientifico e la dott.ssa Olga ZeniRicercatore dell’IREA, è stata membro del Comitato Tecnico Scientifico e della Segreteria Scientifica. 

 



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portale MRIE' da oggi online il portale dedicato alla sicurezza da esposizione a campi elettrici, magnetici ed elettromagnetici in ambienti di Risonanza Magnetica realizzato da ricercatori del gruppo di Bioelettromagnetismo dell’IREA di Napoli e del gruppo di Biotecnoscienze e Modellazione dell’Istituto di Fisiologia Clinica (IFC) del CNR di Pisa.
I sistemi per imaging a risonanza magnetica (MRI) possono infatti esporre i pazienti e diverse categorie professionali (tecnici, medici, infermieri, personale addetto alla manutenzione o alle pulizie) ad un intenso campo magnetico statico, a campi magnetici di bassa frequenza ed a campi elettromagnetici a radiofrequenza. Le condizioni di esposizione dipendono sia dalle caratteristiche tecnologiche dell’impianto MRI, sia dal tipo di attività svolta all’interno della sala magnete.
I ricercatori coinvolti nella realizzazione del portale da anni si occupano della caratterizzazione e valutazione del rischio da esposizione ai campi elettromagnetici di tali sistemi. Le attività riguardano sia studi di laboratorio (IREA), sia la valutazione dell’esposizione attraverso lo sviluppo di modelli numerici, le misure sul campo, l’osservazione diretta delle attività lavorative e delle procedure organizzative, il confronto con i lavoratori (IREA, IFC).
Il portale si configura come uno strumento di divulgazione tecnico-scientifica, attraverso il quale ogni utente può avere a disposizione informazioni tecniche, normative vigenti, aggiornamenti sulla letteratura scientifica, indicazioni di buone prassi e comportamenti, con l’obiettivo di promuovere e favorire la cultura della sicurezza in questo particolare ambiente di lavoro.
Il sito, sviluppato da Ferninando Parisi (IREA), e curato nei contenuti tecnico-scientifici da Stefania Romeo (IREA) e da Valentina Hartwig (IFC), è raggiungibile tramite il link http://www.mriworkers.eu/
 
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nanoparticelle    
Internalizzazione di anticorpi marcati per il delivery selettivo
di nanoparticelle magnetiche in cellule A431
 

Secondo una stima dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, nel corso del 2008 si sono verificati circa 12 milioni di nuovi casi di cancro e circa 8 milioni di morti. Al momento, l’unico modo per curare questa patologia è la resezione radicale del tumore nei primissimi stadi di sviluppo. Spesso accade che le metastasi siano già presenti al momento della diagnosi, per cui solo pochi pazienti hanno l’opportunità di ricevere la resezione radicale e si rendono necessarie terapie quali chemio e radio.

Come è noto i chemioterapici colpiscono tutte le cellule in rapida divisione, incluse le cellule sane con conseguenze dannose per l'organismo in toto. Per questo motivo è fondamentale lo sviluppo di nuove metodologie diagnostiche e terapeutiche capaci di diagnosticare il cancro sin dai primissimi stadi di sviluppo e di veicolare selettivamente i chemioterapici nelle cellule tumorali senza alterare quelle normali.

Metodi emergenti per individuare e trattare il cancro si basano sull'uso congiunto di campi elettromagnetici e nanoparticelle. In questo contesto l’attività dei ricercatori dell’IREA, grazie alle competenze sia in ambito ingegneristico che biologico, si propone di studiare le interazioni tra campi elettromagnetici alle frequenze di microonde e nanoparticelle, al fine di proporre nuove strategie per aumentare sia la sensibilità dell’imaging a microonde sia la selettività della terapia termica a microonde.

Un aspetto essenziale dal quale non si può prescindere sin dall’inizio dello sviluppo di queste nuove strategie è la verifica dell’assenza di citotossicità delle nanoparticelle in esame. Questo ultimo aspetto viene affrontato valutando gli effetti citotossici in linee cellulari umane sia di tessuti sani che tumorali applicando metodiche sensibili e ben standardizzate.

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ns setup

L’esposizione di cellule di mammifero a campi elettrici pulsati di sufficiente intensità e breve durata, è in grado di indurre un significativo aumento della permeabilità della membrana cellulare a sostanze (ioni, molecole) che normalmente non possono entrare all’interno della cellula (elettroporazione). In particolare, campi elettrici pulsati (pulsed electric field: PEF) di ampiezza fino ad alcuni kV/m e durate nel range dai millisecondi (ms) ai microsecondi (μs) vengono attualmente utilizzati per potenziare l’efficacia di farmaci chemioterapici (elettrochemioterapia) nel trattamento di tumori solidi superficiali, o anche per facilitare il processo di disattivazione microbica nel trattamento dei cibi e delle acque. Più di recente, grazie allo sviluppo di nuove tecnologie nell’ambito dell’elettronica di potenza, si è arrivati alla possibilità di generare PEF di intensità ancora maggiore (MV/m) e di ancor minore durata (nel range dei nanosecondi, ns). Si è visto che tali impulsi (nsPEF), quando applicati alle cellule, sono in grado non solo di permeabilizzare la membrana cellulare esterna, ma anche di interagire con le strutture intracellulari, e di indurre diversi pathway di morte cellulare in cellule tumorali. Tali osservazioni hanno suscitato l’interesse di molti gruppi di ricerca al livello internazionale, e lo studio dell’interazione tra tali tipi di impulsi e le strutture biologiche potrebbe portare alla definizione di una nuova tecnologia per la terapia del cancro, di tipo non termico e che non richiede l’uso di farmaci. In questo contesto, l’attività dei ricercatori IREA è tesa alla caratterizzazione degli effetti dell’esposizione a PEFs in colture cellulari di mammifero, con particolare attenzione allo studio dei meccanismi di interazione ad oggi solo marginalmente noti. Inoltre, in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione della Seconda Università di Napoli, vengono progettati e realizzati sistemi innovativi per la generazione di impulsi e per la loro applicazione ai campioni cellulari.  

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Giovedì, 15 Settembre 2011 08:51

CrdC-ICT

Centro Regionale di Competenza sulle tecnologie dell’informazione e della comunicazione

Committente: Regione Campania

Nell’ambito del Centro Regionale di Competenza sulle tecnologie dell’informazione e della comunicazione, polo  Sicurezza  Elettromagnetica nei  sistemi  wireless terrestri,  l’Unità Operativa dell’IREA si è occupata dell’eventuale rischio biologico legato alle tecnologie wireless che utilizzano nuovi parametri inerenti al campo (portante) ed al segnale (modulazione). A tale scopo è stato progettato, realizzato e caratterizzato dosimetricamente un sistema ad hoc per l’applicazione del campo operante alla frequenza di 1950 MHz e segnale UMTS, cui è seguita una sperimentazione biologica volta a valutare il danno diretto alla molecola di DNA (test della cometa) e l’induzione di stress ossidativo (ROS e GSH) in cellule di mammifero. Non sono stati riscontrati effetti di esposizioni a valori di SAR compatibili con i limiti imposti dalla normativa per queste frequenze.

 

Responsabile:

 

Personale coinvolto:

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Venerdì, 16 Settembre 2011 09:01

Telecom Italia Lab

Effetti dei campi elettromagnetici alle frequenze in uso per la telefonia mobile (GSM e UMTS) in colture cellulari umane

Oggetto del presente contratto è lo studio degli effetti indotti da esposizioni a campi elettromagnetici alla frequenza di 1800 MHz (GSM 1800 e UMTS) in linfociti umani da sangue periferico. Campioni di sangue da soggetti sani sono stati esposti,  per 24 e 44 ore, in condizioni intermittenti i cui periodi  on-off sono stati modulati  in base ai valori di SAR scelti e i relativi incrementi termici. Sono stati studiati sia gli effetti genotossici sia la cinetica del ciclo cellulare, applicando il test del micronucleo con il blocco della citodieresi. Non sono stati riscontrati effetti sull’ integrità del corredo cromosomico e sulla proliferazione cellulare, in seguito a  brevi esposizioni prolungate nel tempo, che simulano la condizione di esposizione reale degli utilizzatori di telefonia mobile.

Committente: Telecom Italia Lab

Periodo di attività

Responsabile IREA:

 

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cellulareA causa dell’aumento esponenziale dell’uso dei telefoni cellulari, la ricerca degli ultimi anni è centrata sulla valutazione degli effetti di esposizioni alle frequenze ad essi associate (800-2000 MHz).

Esistono dunque rischi per la salute da esposizione alle radiazioni emesse dai telefoni cellulari? Nonostante il grande lavoro di ricerca teso a individuare l’eventuale rischio cancerogeno dovuto all’esposizione ai campi elettromagnetici in uso per la telefonia cellulare, non si è giunti ad una conclusione univoca. Nel 2011 l'Agenzia Internazionale per la Ricerca sul Cancro (IARC) ha classificato i campi elettromagnetici a radiofrequenza come possibilmente cancerogeni per gli esseri umani indicando, al contempo, la necessità di continuare a monitorare attentamente l'associazione fra l'uso dei telefoni cellulari e il rischio di tumore conducendo ulteriori ricerche a lungo termine.

Presso il laboratorio di bioelettromagnetismo dell’IREA l’attenzione è rivolta ai segnali di seconda (GSM) e terza (UMTS) generazione, al fine di valutarne gli effetti in colture di linfociti umani e linee cellulari stabilizzate. Tra i modelli cellulari, le cellule nervose hanno un ruolo chiave a causa della vicinanza del telefono cellulare alla testa dell’utilizzatore. Vengono impiegati sistemi di esposizione quali guide d’onda, celle TEM e wire patch cells, opportunamente disegnati e realizzati in accordo con gli standard di qualità dell’Organizzazione Mondiale della Sanità per esposizioni in vitro, al fine di adottare condizioni di esposizione ben definite. I risultati a tutt’oggi ottenuti non riportano alterazioni di parametri critici della funzionalità cellulare mentre sono state accumulate evidenze che esposizioni a campi a radiofrequenza sono in grado di ridurre i danni provocati al DNA da agenti mutageni .

Nell’ambito delle alte frequenze, la sperimentazione alle frequenze dei THz è di grande attualità considerando le recenti tecnologie e applicazioni che utilizzano tali frequenze soprattutto in ambito biomedico. In questo ambito l’IREA è stato coinvolto nel progetto “THz radiation in Biological Research: Investigation on Diagnostics and study of possible Genetic Effects (THz-BRIDGE)”, finanziato dalla Comunità Europea nell’ambito del V Programma Quadro, per valutare l’induzione di danno al DNA in linfociti umani da sangue periferico. La sperimentazione è stata svolta in collaborazione con l’ENEA di Frascati, dove è disponibile un laser ad elettroni liberi (FEL) che genera una radiazione coerente nel range di frequenza 90-150 GHz.

 

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dnaNell’ambito della ricerca bioelettromagnetica un aspetto ancora poco studiato, ma che può dare utili informazioni dal punto di vista sia protezionistico sia delle applicazioni biomedicali, è quello della interazione sinergica tra i campi elettromagnetici, di bassa e di alta frequenza, con altri agenti chimici e fisici. Gli effetti dei campi che sono di piccola entità potrebbero intensificare gli effetti di altri agenti quali inquinanti ambientali. Ciò assume una grande importanza dal punto di vista protezionistico, in quanto l’esposizione della popolazione ai campi elettromagnetici ambientali è spesso combinata con altri agenti inquinanti.

Le attività in questo contesto rappresentano uno strumento per valutare non tanto l’azione diretta dei campi elettromagnetici bensì l’eventuale effetto di co-promozione dell’evento cancerogeno che, come è noto, è un evento che coinvolge numerosi fattori. D’altro canto gli effetti dei campi potrebbero ridurre gli effetti di noti induttori di danno cellulare offrendo i presupposti per lo sviluppo di nuove applicazioni in ambito biomedicale.

In questo ambito, negli ultimi anni i ricercatori dell’ IREA, in collaborazione con l’Università di San Antonio in Texas, hanno dimostrato che campi elettromagnetici alla frequenze in uso per la telefonia cellulare sono in grado di indurre risposta adattativa. La risposta adattativa è un fenomeno per il quale cellule o individui esposti ad una dose sub-tossica di un induttore di danno al DNA diventano resistenti al danno indotto da una successiva dose, più elevata, dello stesso o di un altro agente. In seguito ad una pre-esposizione di 20 ore a radiofrequenza, linfociti umani da sangue periferico hanno mostrato una netta riduzione del danno indotto al DNA da un successivo trattamento con un noto agente genotossico, la Mitomicina-C. La capacità di indurre protezione da agenti danneggianti il DNA, mostrata dalla radiofrequenza, potrebbe essere sfruttata per la protezione dell’individuo dai danni indotti da esposizione a mutageni quali i raggi X. Inoltre, la possibilità di modulare in maniera differenziata la risposta adattativa in cellule normali e tumorali, offrendo protezione per le cellule sane ma non per quelle tumorali, potrebbe risultare un valido strumento per coadiuvare la terapia del cancro.

Pubblicato in Bio

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