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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Tre proposte di ricercatori per raggiungere gli obiettivi climatici dell’UE

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I paesi dell’UE hanno deciso che l’UE diventerà neutrale dal punto di vista climatico entro il 2050. Entro il 2030, le emissioni di gas serra dovranno essere ridotte almeno del 55% rispetto al 1990. Per raggiungere questo obiettivo, sono necessari sforzi vigorosi e continui per ridurre le emissioni, ma questo da solo non sarà sufficiente. Questa è la conclusione di sette ricercatori svedesi e tedeschi in un articolo sulla rivista Comunicazioni Terra e Ambiente. Uno di loro è Mathias Fridahl, professore associato presso il Dipartimento di studi tematici – Cambiamento ambientale dell’Università di Linköping, Svezia.

“Abbiamo messo l’umanità con le spalle al muro. Non è più possibile risolvere la crisi climatica semplicemente riducendo le emissioni. Dobbiamo anche ripulire l’atmosfera dal biossido di carbonio”, afferma Mathias Fridahl.

Il problema è che attualmente non ci sono incentivi per le aziende e i paesi a investire in nuove tecnologie per rimuovere l’anidride carbonica. Ecco perché è necessario un cambiamento nella politica climatica dell’UE. “Ci sono molte tecnologie che sono abbastanza ben sviluppate, ma che non sono economicamente sostenibili”, dice Mathias Fridahl. Lui e i suoi colleghi hanno tre proposte che credono potrebbero presto fare la differenza.

Chiunque contribuisca alla rimozione dell’anidride carbonica dovrebbe essere in grado di essere pagato nell’ambito del sistema di scambio delle emissioni dell’UE. Ciò dovrebbe applicarsi solo ai metodi che hanno una lunga durata di vita, cioè la cattura legata allo stoccaggio dell’anidride carbonica per migliaia di anni. Per rendere operativo il sistema di scambio, i ricercatori propongono che l’UE istituisca una banca centrale per l’anidride carbonica. La banca offrirebbe agli investitori un buon prezzo per l’anidride carbonica rimossa dall’atmosfera. Al fine di mantenere la spinta a continuare a ridurre le emissioni allo stesso tempo, la proposta è che la banca regoli rigorosamente il modo in cui la rimozione può essere utilizzata per compensare le emissioni continue.

La forza finanziaria della banca potrebbe provenire dalle entrate derivanti dalle tariffe sul carbonio applicate su beni provenienti dall’esterno dell’Unione.

Per stimolare altre misure con una durata di vita più breve, i ricercatori propongono un’estensione della regolamentazione dell’UE sull’uso del territorio. Ciò definisce le misure per rimuovere l’anidride carbonica a cui gli Stati membri possono essere accreditati quando riportano le proprie emissioni climatiche. Oggi i metodi di rimozione nella silvicoltura e nell’agricoltura sono limitati. I ricercatori sostengono che se il regolamento fosse esteso a più misure, incoraggerebbe i paesi a investire risorse nella rimozione del carbonio.

I ricercatori vogliono anche che l’UE identifichi quali emissioni sarà molto difficile o impossibile risolvere. Una maggiore chiarezza ridurrebbe il rischio che le aziende e gli Stati membri rinviino le misure nella speranza che le loro emissioni appartengano al gruppo difficile da affrontare. Ciò stimolerebbe l’innovazione e gli sforzi per ridurre le emissioni parallelamente alle iniziative per rimuovere l’anidride carbonica.

Mathias Fridahl sottolinea che, se le proposte verranno attuate, è importante che non vengano utilizzate per evitare l’obbligo di ridurre contemporaneamente le emissioni. Secondo lui la questione verrà affrontata già l’anno prossimo. La Commissione europea presenterà poi proposte per un nuovo obiettivo intermedio per l’azione climatica fino al 2040. “In questo processo ci sono buone prospettive per affrontare la questione dei metodi di rimozione”, dice Mathias Fridahl.



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