I ricercatori hanno sviluppato nanoparticelle in grado di penetrare nella retina neurale e fornire mRNA alle cellule dei fotorecettori il cui corretto funzionamento rende possibile la visione.

Gli scienziati dell’Oregon State University College of Pharmacy hanno dimostrato in modelli animali la possibilità di utilizzare nanoparticelle lipidiche e RNA messaggero, la tecnologia alla base dei vaccini COVID-19, per trattare la cecità associata a una rara condizione genetica.

Lo studio è stato pubblicato oggi (11 gennaio 2023) sulla rivista I progressi della scienza. È stato guidato dal professore associato di scienze farmaceutiche dell’OSU Gaurav Sahay, dallo studente di dottorato dell’Oregon State Marco Herrera-Barrera e dall’assistente professore di oftalmologia dell’Oregon Health & Science University Renee Ryals.

Gli scienziati hanno superato quella che era stata la principale limitazione dell’utilizzo di nanoparticelle lipidiche, o LNP, per trasportare materiale genetico ai fini della terapia della vista, facendole raggiungere la parte posteriore dell’occhio, dove si trova la retina.

I lipidi sono acidi grassi e composti organici simili tra cui molti oli e cere naturali. Le nanoparticelle sono minuscoli pezzi di materiale di dimensioni variabili da uno a 100 miliardesimi di metro. L’RNA messaggero fornisce istruzioni alle cellule per produrre una particolare proteina.

Con i vaccini contro il coronavirus, l’mRNA trasportato dagli LNP istruisce le cellule a creare un pezzo innocuo della proteina spike del virus, che innesca una risposta immunitaria dal corpo. Come terapia per la compromissione della vista derivante dalla degenerazione retinica ereditaria, o IRD, l’mRNA istruirebbe le cellule dei fotorecettori – difettose a causa di una mutazione genetica – a produrre le proteine ​​necessarie per la vista.

L’IRD comprende un gruppo di disturbi di varia gravità e prevalenza che colpiscono una persona su poche migliaia in tutto il mondo.

Gli scienziati hanno dimostrato, in una ricerca che ha coinvolto topi e primati non umani, che gli LNP dotati di peptidi erano in grado di passare attraverso le barriere negli occhi e raggiungere la retina neurale, dove la luce viene trasformata in segnali elettrici che il cervello converte in immagini.

“Abbiamo identificato un nuovo set di peptidi che possono raggiungere la parte posteriore dell’occhio”, ha detto Sahay. “Abbiamo usato questi peptidi per agire come codici postali per consegnare nanoparticelle che trasportano materiali genetici all’indirizzo previsto all’interno dell’occhio”.

“I peptidi che abbiamo scoperto possono essere usati come ligandi mirati direttamente coniugati a RNA silenzianti, piccole molecole per terapie o come sonde di imaging”, ha aggiunto Herrera-Barrera.

Sahay e Ryals hanno ricevuto una sovvenzione di 3,2 milioni di dollari dal National Eye Institute per continuare a studiare la promessa delle nanoparticelle lipidiche nel trattamento della cecità ereditaria. Condurranno la ricerca sull’uso degli LNP per fornire uno strumento di editing genetico che potrebbe eliminare i geni cattivi nelle cellule dei fotorecettori e sostituirli con geni correttamente funzionanti.

La ricerca mira a sviluppare soluzioni per le limitazioni associate all’attuale principale mezzo di consegna per l’editing genetico: un tipo di virus noto come virus adeno-associato o AAV.

“L’AAV ha una capacità di confezionamento limitata rispetto agli LNP e può provocare una risposta del sistema immunitario”, ha affermato Sahay. “Inoltre, non funziona in modo fantastico nel continuare a esprimere gli enzimi che lo strumento di modifica utilizza come forbici molecolari per eseguire tagli nel DNA da modificare. Speriamo di utilizzare ciò che abbiamo appreso finora sugli LNP per sviluppare un sistema di consegna dell’editor di geni migliorato”.

Riferimento: “Le nanoparticelle lipidiche guidate da peptidi forniscono mRNA alla retina neurale di roditori e primati non umani” 11 gennaio 2023, I progressi della scienza.
DOI: 10.1126/sciadv.add4623

Lo studio LNP guidato dai peptidi è stato finanziato dal National Institutes of Health. Hanno partecipato alla ricerca per l’Oregon State anche i docenti del College of Pharmacy Oleh Taratula e Conroy Sun, i ricercatori post-dottorato Milan Gautam e Mohit Gupta, gli studenti di dottorato Antony Jozic e Madeleine Landry, l’assistente di ricerca Chris Acosta e lo studente universitario Nick Jacomino, uno studente di bioingegneria al College di Ingegneria che si è laureata nel 2020.

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i gas serra che causano il riscaldamento globale

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L’anidride carbonica è solo uno dei tanti gas serra. Scopri il loro impatto sul riscaldamento globale, la loro origine e la loro quota nelle emissioni dell’UE.

I gas serra agiscono in modo simile al vetro di una serra: assorbono il calore del sole che si irradia dalla superficie terrestre, lo intrappolano nell’atmosfera e gli impediscono di disperdersi nello spazio. L’effetto serra mantiene la temperatura della Terra più calda di quanto sarebbe altrimenti, sostenendo la vita sulla Terra.

Molti gas serra sono presenti naturalmente nell’atmosfera, ma l’attività umana contribuisce al loro accumulo. Di conseguenza, l’effetto serra nell’atmosfera viene potenziato altera il clima del nostro pianetaportando a cambiamenti nei modelli di neve e precipitazioni, un aumento delle temperature medie ed eventi climatici più estremi come ondate di caldo e inondazioni.

Scopri di più Fatti e cifre sul cambiamento climatico

Quali gas serra ci sono?

Esistono diversi tipi di gas serra e il loro potenziale di riscaldamento globale varia.

I gas presenti naturalmente nell’atmosfera, ma anche generati dalle attività umane, includono tra gli altri anidride carbonica, metano (CH4) e protossido di azoto (N2O).

Gas fluorurati ad effetto serra (gas fluorurati) sono gas prodotti dall’uomo utilizzati nell’industria e hanno un elevato potenziale di riscaldamento globale, spesso diverse migliaia di volte più forte della CO2. Includono idrofluorocarburi (HFC), perfluorocarburi (PFC), esafluoruro di zolfo (SF6) e trifluoruro di azoto (NF3).

I gas fluorurati sono spesso usati come sostituti sostanze lesive dell’ozono – sostanze chimiche di origine umana che, una volta emesse, raggiungono l’alta atmosfera e distruggono lo strato protettivo di ozono. A differenza delle sostanze che riducono lo strato di ozono, i gas fluorurati non danneggiano lo strato di ozono atmosferico.

I seguenti sette tipi di gas a effetto serra sono coperti dal Protocollo di Kyoto e dal Accordo di Parigiche mirano a coordinare la risposta globale ai cambiamenti climatici:

Diossido di carbonio

La CO2 è prodotta naturalmente dagli animali durante la respirazione e attraverso il decadimento della biomassa. Entra anche nell’atmosfera attraverso la combustione di combustibili fossili e reazioni chimiche. Viene rimosso dall’atmosfera dalle piante nel processo noto come fotosintesi che trasforma la luce solare in energia. Ecco perché le foreste hanno un ruolo importante nella cattura del carbonio.

Metano

Il metano è un gas incolore, che è il principale costituente del gas naturale. Le sue emissioni derivano dalla produzione e dal trasporto di carbone, gas naturale e petrolio, nonché dall’allevamento e da altre pratiche agricole, dall’uso del suolo e dalla decomposizione dei rifiuti organici nelle discariche di rifiuti solidi urbani. Nel 2021, la maggior parte delle emissioni di metano proveniva da agricoltura, silvicoltura e pesca.

Ossido nitroso

Questo gas viene prodotto principalmente a seguito dell’azione microbica nel suolo, dell’uso di fertilizzanti contenenti azoto, della combustione del legname e nella produzione chimica. Viene emesso nelle attività agricole e industriali nonché nell’uso del suolo; la combustione di combustibili fossili e rifiuti solidi; e il trattamento delle acque reflue. Nell’UE, l’agricoltura, la silvicoltura e la pesca hanno prodotto più emissioni di metano nel 2021.

Idrofluorocarburi

Idrofluorocarburi rappresentano circa il 90% delle emissioni di gas fluorurati e l’UE sta lavorando per eliminarle gradualmente entro il 2050.

Sono utilizzati principalmente per assorbire il calore in frigoriferi, congelatori, condizionatori e pompe di calore; come propellenti negli spray per l’asma e nelle bombolette aerosol tecniche; come agenti espandenti per schiume e negli estintori. Nel 2021 hanno prevalso nei settori del commercio all’ingrosso e al dettaglio, riparazione di autoveicoli e motocicli.

Perfluorocarburi

Perfluorocarburi sono composti artificiali comunemente usati nei processi di produzione industriale.

Esafluoruro di zolfo

Esafluoruro di zolfo è comunemente usato nell’isolamento delle linee elettriche.

Trifluoruro di azoto

Trifluoruro di azoto viene utilizzato come gas di pulizia della camera nei processi di produzione per pulire accumuli indesiderati su parti di circuiti e microprocessori mentre vengono costruiti.

I gas serra e il loro impatto sul riscaldamento globale

Poiché i gas serra hanno un diverso potenziale di riscaldamento globale, il loro impatto viene generalmente convertito in CO2 equivalente per rendere i confronti significativi.

Nel 2021, le emissioni di gas a effetto serra generate dalle attività economiche dell’UE si è attestato a 3,6 miliardi di tonnellate di CO2 equivalente, il 22% in meno rispetto al 2008.

La CO2 ha rappresentato quasi l’80% del volume di tutte le emissioni di gas serra nell’UE nel 2021, seguita dal metano con oltre il 12%.

Metano non rimane nell’atmosfera finché la CO2 – ma assorbe molta più energia solare, è un pericoloso inquinante atmosferico e le sue perdite possono provocare esplosioni.

Insieme, tutti i gas fluorurati rappresentano solo circa il 2,5% delle emissioni di gas a effetto serra dell’UE. Tuttavia, anche se emesse in quantità minori, intrappolano il calore in modo molto più efficace della CO2.

Scopri di più fatti e cifre sulle emissioni di gas a effetto serra per paese e settore dell’UE

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