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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Scienze & AmbienteAumentare il ritmo della decarbonizzazione con la flessibilità industriale

Aumentare il ritmo della decarbonizzazione con la flessibilità industriale

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La decarbonizzazione potrebbe avvenire più rapidamente, ma le reti elettriche devono diventare più flessibili consentendo all’industria di attingere alle risorse disponibili.

Immagina di essere seduto in macchina mentre guidi per andare al lavoro nel traffico di punta. Intorno a te puoi vedere molti autobus; alcuni sono pieni, altri mezzi pieni e metà degli autobus sono quasi vuoti. Quando decidi di voler passare ai mezzi pubblici e prendere l’autobus da solo, l’app del biglietto ti dice che non ci sono posti disponibili tutti gli autobus sono pieni. Non solo oggi, ma in tutto il futuro prevedibile. Tuttavia, vedi gli autobus vuoti che girano tutto il giorno.

Elettricista che lavora con alte tensioni - foto illustrativa.

Elettricista che lavora con alte tensioni – foto illustrativa. Credito immagine: Антон Дмитриев tramite Unsplash, licenza gratuita

Questo può sembrare pura finzione, ma è così che il griglia di elettricità funziona oggi. Quando qualcuno vuole connettersi alla rete elettrica, magari per passare dal gas naturale all’elettricità in un processo industriale, spesso gli viene detto che la rete è piena per il prossimo decennio.

In realtà, la rete potrebbe avere ancora molta capacità disponibile per la maggior parte dell’anno. E anche durante le ore di punta, c’è capacità in eccesso a causa di precauzioni sull’affidabilità.

Nella metafora degli autobus, questo è rappresentato dagli autobus vuoti che circolano, “nel caso in cui l’autobus che precede abbia un guasto al motore”. Nel FME CINELDIè in corso un pilota per studiare l’effettiva capacità della rete.

Apparecchiatura di rete elettrica - foto illustrativa.

Apparecchiatura di rete elettrica – foto illustrativa. Credito immagine: Robert Linder tramite Unsplash, licenza gratuita

Tutte queste precauzioni combinate con l’incertezza di quando i consumatori della zona utilizzeranno effettivamente l’elettricità sono un ostacolo alla rapida elettrificazione e decarbonizzazione dell’industria norvegese.

Sono già state presentate molte storie in cui le industrie vogliono decarbonizzare i loro processi, ma non ottengono l’accesso all’elettricità necessaria, come in Crono Titano a Fredrikstad, o in Grenland.

Ma cosa succede se è possibile spostare il consumo elettrico in ore di bassa richiesta? Nella figura seguente, la limitazione della rete potrebbe trovarsi nella rete locale o in qualche punto della rete di trasmissione tra il punto in cui l’energia viene prodotta e quella in cui viene consumata.

E se fosse possibile spostare il consumo elettrico nelle ore di bassa richiesta?  Ciò potrebbe avere un impatto positivo sul ritmo della decarbonizzazione.

E se fosse possibile spostare il consumo elettrico nelle ore di bassa richiesta? Ciò potrebbe avere un impatto positivo sul ritmo della decarbonizzazione.

Se i consumatori sul lato destro potessero accettare di ridurre il loro carico durante le ore di punta, sarebbe possibile aggiungere più consumo alla rete esistente, piuttosto che costruire più linee di trasmissione di energia.

Il gestore di rete non conosce il modello di carico dei consumatori esistenti o nuovi, ma se il gestore di rete sa che sposterà il proprio consumo in caso di situazione critica, può consentire un maggiore consumo nella rete esistente.

In Norvegia, i settori industria e minerario hanno rappresentato il 35% di tutto il consumo di energia nel 2021 e oltre il 40% di tutto il consumo di elettricità. NVE ha stimato un aumento della domanda industriale di elettricità di circa 30 TWh fino al 2040.

Gran parte della nuova domanda di elettricità è legata alla decarbonizzazione dei processi esistenti, che viene indagata in dettaglio in FME AltoEFF, ed è necessario per raggiungere gli obiettivi climatici norvegesi. Una completa elettrificazione richiederà un uso più intelligente ed efficiente dell’elettricità, non solo nelle famigliema anche nella domanda industriale.

La flessibilità della domanda industriale è in generale soggetta a una minore attività di ricerca, ma è ora indagata tra gli altri punti del progetto Flex4Fatto dove la flessibilità industriale per una maggiore integrazione dell’elettricità rinnovabile nella rete elettrica è al centro dell’attenzione.

Alcune delle opzioni per ottenere flessibilità in un processo produttivo esistente.

Alcune delle opzioni per ottenere flessibilità in un processo produttivo esistente.

I processi industriali sono generalmente più sensibili ai cambiamenti operativi e molti attori industriali sono scettici nei confronti del funzionamento flessibile, poiché richiederà cambiamenti nel funzionamento del processo e potrebbe anche essere strettamente limitato dalla stabilità del processo.

Questi processi potrebbero essere stati messi a punto nel corso di decenni, operando in una concorrenza marginale in un mercato. Nella figura sopra sono presentate alcune opzioni per ottenere flessibilità in un processo di produzione esistente. La soluzione sarà diversa per ogni processo industriale, ma in quasi tutti i processi produttivi esiste un potenziale di flessibilità, piccolo o grande, noto o sconosciuto.

Il consumo flessibile e il suo impatto sulla decarbonizzazione sono studiati in diversi progetti di ricerca, come ad esempio CINELDIO BENEe, in particolare, sta guadagnando attenzione nel consumo di elettricità residenziale, come lo spostamento dello scaldabagno o la ricarica dei veicoli elettrici dalle ore diurne a quelle notturne.

Attualmente sto svolgendo un dottorato di ricerca in cui indago sul potenziale di flessibilità industriale in Norvegia e in che misura ciò potrebbe consentire una transizione più rapida verso un futuro decarbonizzato.

Per liberare davvero il potenziale della flessibilità industriale, sono necessari incentivi, motivazione e attenzione da parte dei decisori politici e degli operatori di rete.

Invece di costruire una nuova rete, l’utilizzo della flessibilità nei processi industriali potrebbe essere un modo più economico e veloce per integrare la produzione di energia variabile, ma ciò comporta un costo, che non è necessariamente conveniente per gli attori industriali stessi.

Scritto da Sverre Stefanussen Foslie

Fonte: Sintef



Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org

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