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 & AmbienteAlternativa sostenibile all'aria condizionata

Alternativa sostenibile all’aria condizionata

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I ricercatori si sono proposti di ottenere un raffreddamento passivo all’interno di edifici climatizzati naturalmente in climi caldi e aridi, come alternativa sostenibile alle tradizionali tecniche di condizionamento dell’aria.

La necessità di ambienti di vita freschi sta diventando più urgente man mano che il pianeta diventa più caldo. Tuttavia, aria condizionata è uno dei principali responsabili del riscaldamento globale poiché le unità utilizzano potenti gas serra e molta energia.

Etichetta sulla porta che annuncia la disponibilità dell'ambiente interno climatizzato - foto associativa.

Etichetta sulla porta che annuncia la disponibilità dell’ambiente interno climatizzato – foto associativa. Credito immagine: René DeAnda tramite Unsplash, licenza gratuita

Ora, i ricercatori della McGill University, dell’UCLA e di Princeton hanno trovato in a nuovo studio un’alternativa economica e sostenibile al raffreddamento meccanico con refrigeranti e apparecchiature di condizionamento dell’aria in climi caldi e aridi e un modo per mitigare pericolose ondate di calore durante i blackout elettrici.

I ricercatori si sono proposti di rispondere a come raggiungere un nuovo punto di riferimento nel raffreddamento passivo all’interno di edifici climatizzati naturalmente in climi caldi come la California meridionale.

Hanno esaminato l’uso di materiali per il tetto che irradiano calore nell’universo freddo, anche sotto la luce solare diretta, e come combinarli con la ventilazione controllata dalla temperatura. Questi fantastici materiali e rivestimenti per radiatori spesso impediscono il surriscaldamento dei tetti.

Unità di condizionamento dell'aria.

Unità di condizionamento dell’aria. Credito immagine: ElasticComputeFarm tramite Pixabay (licenza gratuita Pixabay)

I ricercatori li hanno utilizzati anche per migliorare la dissipazione del calore dai refrigeratori. Ma esiste un potenziale non sfruttato per integrarli più pienamente nella progettazione architettonica, in modo che possano respingere passivamente il calore interno verso lo spazio esterno e favorire ricambi d’aria regolari e salutari.

“Abbiamo scoperto che potevamo mantenere la temperatura dell’aria diversi gradi al di sotto della temperatura ambiente prevalente e diversi gradi di più al di sotto del ‘gold standard’ di riferimento per il raffreddamento passivo”, ha affermato Remy Fortinautore principale e dottorando presso la Scuola di Architettura Peter Guo-hua Fu.

“Lo abbiamo fatto senza sacrificare i salutari ricambi d’aria di ventilazione.” Si è trattato di una sfida notevole, considerato che i ricambi d’aria sono una fonte di riscaldamento quando l’obiettivo è mantenere una stanza più fresca rispetto all’esterno.

I ricercatori sperano che i risultati vengano utilizzati per avere un impatto positivo sulle comunità che soffrono del pericoloso riscaldamento climatico e delle ondate di caldo e per fornire un’alternativa sostenibile alle tradizionali tecniche di condizionamento dell’aria.

Unità HVAC.

Unità HVAC. Credito immagine: NIST

“Ci auguriamo che scienziati dei materiali, architetti e ingegneri siano interessati a questi risultati e che il nostro lavoro ispiri un pensiero più olistico su come integrare le scoperte nei materiali di raffreddamento radiativo con soluzioni architettoniche semplici ma efficaci”, ha affermato Salmaan Craig, Ricercatore principale del progetto e professore assistente presso la Scuola di Architettura Peter Guo-hua Fu.

Fonte: Università McGill



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