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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Quantificare l’impatto sulla salute degli Stati Uniti derivante dalle stufe a gas

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Le famiglie con stufe a gas o propano respirano regolarmente livelli insalubri di biossido di azoto, ha scoperto uno studio sull’inquinamento atmosferico nelle case statunitensi.

“Non mi aspettavo di vedere le concentrazioni di inquinanti violare i parametri di riferimento per la salute nelle camere da letto entro un’ora dall’uso del fornello a gas, e rimanere lì per ore dopo che il fornello è stato spento”, ha affermato Rob Jackson, professore della Stanford Doerr School of Sustainability, autore senior dello studio. 3 maggio studio in Progressi della scienza. L’inquinamento causato dai fornelli a gas e propano non è un problema solo per i cuochi o per le persone in cucina, ha affermato. “È un problema di tutta la famiglia.”

Tra gli altri effetti negativi sulla salute, respirare alti livelli di biossido di azoto o NO2nel tempo può intensificare gli attacchi di asma ed è stato collegato al ridotto sviluppo polmonare nei bambini e alle morti premature.

Sebbene la maggior parte dell’esposizione a NO2 è causato da automobili e camion che bruciano combustibili fossili, i ricercatori stimano che il mix di inquinanti provenienti dalle stufe a gas e propano nel complesso potrebbe essere responsabile di circa 200.000 casi di asma infantile attuali. Un quarto di questi può essere attribuito al solo biossido di azoto, secondo gli autori dello studio, che includono scienziati della Central California Asthma Collaborative, PSE Healthy Energy e Harvard TH Chan School of Public Health.

“Abbiamo scoperto che la quantità di gas che bruci nella tua stufa è di gran lunga il fattore più importante che influenza la tua esposizione. E poi, hai una cappa da cucina efficace e la usi?” ha detto l’autore principale dello studio Yannai Kashtan, uno studente di dottorato in Scienze del sistema Terra.

Poco spazio per ulteriore esposizione

Oltre ai casi di asma, l’esposizione a lungo termine al NO2 nelle famiglie americane con stufe a gas è abbastanza alto da causare migliaia di morti ogni anno – forse fino a 19.000, ovvero il 40% del numero di decessi legati ogni anno al fumo passivo. Questa stima si basa sulle nuove misurazioni e calcoli dei ricercatori sulla quantità di biossido di azoto che le persone respirano in casa a causa delle stufe a gas e sui migliori dati disponibili sui decessi dovuti all’esposizione a lungo termine al gas. all’aperto NO2che è regolato dalla Environmental Protection Agency degli Stati Uniti.

La stima del numero delle vittime è approssimativa in parte perché non tiene conto degli effetti dannosi dell’esposizione ripetuta a livelli estremamente elevati di biossido di azoto in brevi periodi, come avviene nelle case con stufe a gas. Si basa anche su studi precedenti sugli impatti sulla salute del biossido di azoto riscontrato all’aperto, dove sono presenti ulteriori inquinanti provenienti da veicoli e centrali elettriche.

I ricercatori hanno utilizzato sensori per misurare le concentrazioni di NO2 in più di 100 case di varie dimensioni, disposizioni e metodi di ventilazione, prima, durante e dopo l’uso dei fornelli. Hanno incorporato queste misurazioni e altri dati in un modello basato sul software CONTAM del National Institutes for Standards and Technology (NIST) per simulare il flusso d’aria, il trasporto di contaminanti e l’esposizione degli occupanti stanza per stanza negli edifici. Ciò ha consentito loro di stimare le medie nazionali e le esposizioni a breve termine in una serie di condizioni e comportamenti realistici e di verificare i risultati del modello con le misurazioni effettuate a casa.

I risultati mostrano che a livello nazionale, l’uso tipico di una stufa a gas o propano aumenta l’esposizione al biossido di azoto di circa 4 parti per miliardo, in media su un anno. Si tratta di tre quarti del livello di esposizione al biossido di azoto che l’Organizzazione Mondiale della Sanità riconosce come non sicuro nell’aria esterna. “Ciò esclude tutte le fonti esterne messe insieme, quindi è molto più probabile che si superi il limite”, ha detto Kashtan.

Capire come le stufe a gas influiscono sulla salute

Lo studio è l’ultimo di una serie del gruppo di Jackson a Stanford che esamina l’inquinamento dell’aria interna causato dalle stufe a gas. Studi precedenti avevano documentato la velocità con cui le stufe a gas emettono altri inquinanti, tra cui il gas serra metano e il cancerogeno benzene. Ma per comprendere le implicazioni delle emissioni delle stufe per la salute umana, i ricercatori dovevano scoprire la quantità di inquinanti che si diffondono in una casa, si accumulano e alla fine si dissipano. “Stiamo passando dalla misurazione di quanto inquinamento proviene dalle stufe a quanto inquinamento le persone effettivamente respirano”, ha affermato Jackson, che è il professore provostial di Michelle e Kevin Douglas in Scienze del sistema terrestre.

Con qualsiasi fonte di combustibile, l’inquinamento da particelle può aumentare a causa della cottura del cibo in una padella calda. La nuova ricerca conferma che il cibo emette poco o nessun biossido di azoto durante la cottura, mentre i fornelli elettrici non producono NO2. “È il carburante, non il cibo”, ha detto Jackson. “Le stufe elettriche non emettono biossido di azoto o benzene. Se possiedi una stufa a gas o propano, devi ridurre l’esposizione agli inquinanti utilizzando la ventilazione.”

Le dimensioni della casa contano

Anche nelle case più grandi, le concentrazioni di biossido di azoto raggiungevano regolarmente livelli insalubri durante e dopo la cottura, anche se era accesa una cappa e si ventilava l’aria all’esterno. Ma le persone che vivono in case più piccole di 800 piedi quadrati – circa le dimensioni di un piccolo appartamento con due camere da letto – sono esposte nel corso di un anno a una quantità doppia di biossido di azoto rispetto alla media nazionale, e quattro volte di più rispetto a quella del paese. a coloro che vivono nelle case più grandi, fino a 3.000 piedi quadrati.

Poiché le dimensioni della casa fanno una tale differenza, ci sono anche differenze nell’esposizione tra gruppi razziali, etnici e di reddito. Rispetto alla media nazionale, i ricercatori hanno riscontrato NO a lungo termine2 l’esposizione è maggiore del 60% tra le famiglie di indiani d’America e nativi dell’Alaska e del 20% tra le famiglie di neri, ispanici o latini. Questa esposizione all’inquinamento dell’aria interna causato dalle stufe a gas aggrava il fatto che anche l’esposizione a fonti esterne di inquinamento da biossido di azoto, come gli scarichi dei veicoli, è tipicamente più elevata tra le persone delle comunità più povere, spesso appartenenti a minoranze.

“Le persone nelle comunità più povere non sempre possono permettersi di cambiare i propri elettrodomestici, o forse li affittano e non possono sostituirli perché non li possiedono”, ha detto Jackson. “Le persone che vivono nelle case più piccole respirano anche più inquinamento a parità di utilizzo della stufa.”

Questa ricerca è stata supportata da HT, LLC.



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

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