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.

Da un’altra testata giornalistica news de www.europeantimes.news

-2.9 C
Rome
martedì, Aprile 8, 2025
- Pubblicità -
notizieAmbienteLo zapping del letame con un elettrodo speciale promette un metodo efficiente...

Lo zapping del letame con un elettrodo speciale promette un metodo efficiente per produrre fertilizzanti e altri prodotti chimici

INFORMATIVA: Alcuni degli articoli che pubblichiamo provengono da fonti non in lingua italiana e vengono tradotti automaticamente per facilitarne la lettura. Se vedete che non corrispondono o non sono scritti bene, potete sempre fare riferimento all'articolo originale, il cui link è solitamente in fondo all'articolo. Grazie per la vostra comprensione.


Un team interdisciplinare guidato da scienziati dell’Università del Wisconsin-Madison ha sviluppato una nuova tecnica che potrebbe aiutare gli agricoltori a estrarre nutrienti utili come ammoniaca e potassio dal letame del bestiame per produrre in modo efficiente fertilizzanti e altri prodotti chimici utili. Sebbene la strategia debba ancora essere ampliata oltre la fase di prova di concetto, le analisi preliminari del gruppo mostrano che potrebbe offrire notevoli vantaggi riducendo l’inquinamento idrico e atmosferico e contemporaneamente creando prodotti che gli agricoltori potrebbero utilizzare o vendere.

Il letame puzza in parte perché contiene ammoniaca, uno degli oltre 300 composti che contribuiscono al suo odore. Il gas pungente non è solo un inquinante atmosferico dannoso, ma può trasformarsi nel protossido di azoto e nel nitrato, gas serra.

L’ammoniaca è anche la base di molti fertilizzanti azotati che hanno alimentato la moderna produzione agricola. Il metodo industriale per produrre ammoniaca per fertilizzanti a base di azoto, il processo Haber-Bosch, consuma molta energia ed emette centinaia di milioni di tonnellate di gas serra ogni anno.

Sebbene il letame stesso possa essere utilizzato come fertilizzante, farlo può essere costoso, logisticamente impegnativo e presenta inconvenienti ambientali. Pertanto, i ricercatori di tutto il mondo sono alla ricerca di strategie per recuperare in modo efficiente l’ammoniaca dal letame, creando fertilizzanti più concentrati e preziosi che siano più ecologici e più convenienti da trasportare.

Tra queste strategie ci sono i processi chimici guidati dall’elettricità, che sta diventando sempre più economica in molte comunità rurali grazie alla crescente produzione di energia solare ed eolica. Tuttavia, la maggior parte delle tecniche elettrochimiche in fase di sviluppo non sono ancora pratiche, principalmente perché consumano molta energia e non sono abbastanza efficienti nell’estrarre l’ammoniaca disciolta (sotto forma di ioni ammonio) dal letame.

Questa nuova tecnica, descritta in un articolo dell’8 dicembre pubblicato sulla rivista Sostenibilità della naturasi basa su un elettrodo appositamente progettato, come quelli utilizzati per le batterie, che prende di mira gli ioni di ammonio.

La tecnica prevede un elettrodo a base di nichel che viene posizionato direttamente nelle acque reflue del letame. Poiché la materia organica nel letame viene naturalmente ossidata dall’elettrodo, gli ioni di ammonio e potassio presenti nelle acque reflue vengono selettivamente guidati e catturati dall’elettrodo.

La strategia non si esaurisce semplicemente nella rimozione dei nutrienti dalle acque reflue.

In una fase innovativa che potrebbe contribuire a rendere il processo ancora più attraente, l’elettrodo caricato con i nutrienti viene quindi inserito in un dispositivo che utilizza l’elettricità per rilasciare gli ioni di ammonio e potassio recuperati, che possono poi essere utilizzati per produrre fertilizzanti a base di azoto e potassio. e contemporaneamente produrre altri prodotti chimici utili. Questi potrebbero includere combustibile a idrogeno o perossido di idrogeno, comunemente utilizzato per la disinfezione.

“Siamo stati fortunati perché la natura fa gran parte del lavoro per noi”, afferma Song Jin, un professore di chimica dell’UW-Madison che ha guidato il lavoro insieme al dottorando Rui Wang e al professore di ingegneria civile e ambientale Mohan Qin.

“Il letame contiene tutta questa roba e non dobbiamo fare troppo lavoro extra”, dice Jin. “Il materiale della batteria entra e l’ammoniaca viene risucchiata fuori quando le sostanze organiche si ossidano.”

Le prove con piccole quantità di letame hanno recuperato più della metà dell’ammoniaca nel primo passaggio, con un recupero di circa l’85% dopo due cicli.

La capacità di produrre insieme fertilizzanti e altri prodotti chimici è una parte fondamentale del motivo per cui il team ritiene che la propria strategia possa essere vincente. Un’analisi ambientale condotta da Rebecca Larson, professoressa del Nelson Institute for Environmental Studies, indica che un’azienda lattiero-casearia con 1.000 capi potrebbe ridurre le emissioni di ammoniaca di oltre il 50% implementando il sistema, riducendo allo stesso tempo significativamente la quantità di nitrati. entrare nelle acque vicine.

Nel frattempo, un’analisi tecnico-economica preliminare condotta dal professor Fikile Brushett, collaboratore del Massachusetts Institute of Technology, mostra che un modello di azienda lattiero-casearia che utilizza il sistema potrebbe aspettarsi ricavi risultanti superiori ai costi operativi, a condizione che i prezzi dell’elettricità non siano esorbitanti. .

I prossimi passi includono l’ulteriore miglioramento dei materiali e dei processi, l’ampliamento del sistema e lo studio di come funziona a un livello più simile a un’operazione di allevamento del mondo reale. Secondo le analisi iniziali, Jin è ottimista sul fatto che i benefici del sistema continueranno a superare i potenziali costi su scala così ampia.

“Sembra davvero promettente”, dice Qin. “C’è un percorso per vedere come questo potrebbe davvero aiutare nel mondo reale.”

Questa ricerca è stata supportata dalla National Science Foundation (NSF, CBET-2219089). Un brevetto provvisorio su questa tecnologia è stato depositato anche dalla Wisconsin Alumni Research Foundation (WARF).



Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com

- Pubblicità -
- Pubblicità -Newspaper WordPress Theme

Contenuti esclusivi

Iscriviti oggi

OTTENERE L'ACCESSO ESCLUSIVO E COMPLETO AI CONTENUTI PREMIUM

SOSTENERE IL GIORNALISMO NON PROFIT

Get unlimited access to our EXCLUSIVE Content and our archive of subscriber stories.

- Pubblicità -Newspaper WordPress Theme

Articoli più recenti

Altri articoli

- Pubblicità -Newspaper WordPress Theme

INFORMATIVA: Alcuni degli articoli che pubblichiamo provengono da fonti non in lingua italiana e vengono tradotti automaticamente per facilitarne la lettura. Se vedete che non corrispondono o non sono scritti bene, potete sempre fare riferimento all'articolo originale, il cui link è solitamente in fondo all'articolo. Grazie per la vostra comprensione.