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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L’inquinamento dei treni che trasportano carbone aumenta i rischi e le disparità per la salute

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Secondo un nuovo studio dell’Università della California, Davis, i treni che trasportano carichi di carbone portano con sé tassi più elevati di asma, malattie cardiache, ricoveri ospedalieri e morte per i residenti che vivono più vicini alle linee ferroviarie.

Lo studio, pubblicato online oggi sulla rivista Ricerca ambientalesi concentra sull’area della Baia di San Francisco ed è la prima valutazione dell’impatto sulla salute dell’inquinamento dei treni a carbone nel mondo.

Si è scoperto che l’inquinamento dei treni a carbone ha effetti significativi sulla salute che hanno un impatto sproporzionato sulle comunità di colore e sulle persone giovani, anziane o a basso reddito.

Sebbene incentrato sui quartieri di East Bay, lo studio comporta implicazioni per le comunità di tutto il mondo che vivono accanto al passaggio dei treni del carbone. Almeno 80 paesi utilizzano l’energia del carbone, che genera circa il 40% dell’elettricità mondiale.

“Questi treni viaggiano in tutto il mondo, esponendo le popolazioni più povere che spesso vivono vicino ai binari”, ha detto l’autore principale Bart Ostro, uno scienziato del Centro di ricerca sulla qualità dell’aria della UC Davis. “Di conseguenza, questi impatti hanno implicazioni locali e globali.”

Carbone e ancora carbone

Lo studio comprende parti di Oakland, Berkeley, Martinez e Richmond, dove il carbone viene già trasportato dalle miniere dello Utah su rotaia. La valutazione si concentra specificamente sui potenziali impatti sulla salute di un terminal di carbone proposto in fase di revisione, che potrebbe trasportare ulteriori 7,4 milioni di tonnellate di carbone all’anno via ferrovia al porto di Oakland.

“Ciò significa che circa 10 treni a settimana potenzialmente attraversano un’area urbana densamente popolata”, ha affermato Ostro. “I treni generano continuamente particelle microscopiche chiamate PM2.5, o particelle fini, che sono regolate dall’EPA statunitense. Ciò si traduce in esposizioni croniche. Le particelle possono infiltrarsi nei polmoni e nel flusso sanguigno e comportare seri rischi per la salute.”

Impatti sulla salute dei treni a carbone

Per quantificare gli impatti sulla salute delle PM2,5 emesse dai treni di carbone in transito, gli autori dello studio hanno integrato i dati sulla qualità dell’aria con informazioni mediche e demografiche utilizzando programmi di mappatura e analisi software. Hanno elaborato diversi scenari per l’aumento del PM2,5 per le circa 262.000 persone che sarebbero state esposte.

Hanno scoperto che, nello scenario più grave – un aumento annuale delle polveri sottili di 2,1 microgrammi per metro cubo di aria – ci si aspetterebbe che morissero sei persone in più ogni anno tra questa popolazione.

Quando gli autori hanno adattato l’analisi per incorporare i rischi più elevati per le persone di colore, sono stati possibili circa 15 decessi totali.

I risultati dello studio suggeriscono inoltre:

  • 28 ulteriori ricoveri ospedalieri per malattie cardiache.
  • 22 nuovi casi di asma.
  • 17 ulteriori casi di polmonite.
  • 58.000 giorni aggiuntivi di asma attribuibili al transito dei treni che trasportano carbone.

Molti di questi risultati rappresentano un aumento dal 3 al 6% rispetto ai livelli attuali.

In uno scenario meno grave (1 microgrammo per metro cubo di aria), gli ulteriori impatti annuali sulla salute sarebbero inferiori di circa il 50%.

Stime specifiche per razza

Lo studio ha anche fornito stime specifiche per razza, rilevando che i residenti ispanici e neri hanno livelli di esposizione al PM25,5 più alti rispettivamente del 41% e del 29% rispetto ai residenti bianchi.

“Il nostro studio è un microcosmo di ciò che probabilmente colpisce milioni di residenti in città in tutto il mondo che vivono vicino a treni di carbone scoperti e di passaggio che trasportano carbone alle centrali elettriche e ai terminali di esportazione”, ha affermato Ostro.

Ulteriori istituzioni coautrici includono l’UC Irvine e il California Office of Environmental Health Hazard Assessment.

La ricerca è stata supportata dal California Air Resources Board Community Air Monitoring Grant Program e dall’UC Davis Environmental Health Science Center.



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