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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“Gap” nella rimozione del carbonio: i piani dei paesi per rimuovere la CO2 non sono sufficienti

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Una nuova ricerca che coinvolge l’Università dell’East Anglia (UEA) suggerisce che gli attuali piani dei paesi per rimuovere la CO2 dall’atmosfera non sarà sufficiente per rispettare il limite di riscaldamento di 1,5 ºC stabilito dall’Accordo di Parigi.

Dal 2010, l’organizzazione ambientale delle Nazioni Unite UNEP ha effettuato una misurazione annuale del divario delle emissioni – la differenza tra gli impegni dei paesi per la protezione del clima e ciò che è necessario per limitare il riscaldamento globale a 1,5 ºC, o almeno al di sotto di 2 ºC.

I rapporti sul divario delle emissioni dell’UNEP sono chiari: la politica climatica ha bisogno di maggiore ambizione. Questo nuovo studio ora applica esplicitamente questo concetto analitico alla rimozione del biossido di carbonio (CDR), la rimozione del più importante gas serra, la CO2dall’atmosfera.

Lo studio, pubblicato oggi sulla rivista Natura Cambiamenti climatici, è stato guidato dal Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change (MCC) con sede a Berlino e ha coinvolto un team internazionale di scienziati.

“Negli Emissions Gap Reports, le rimozioni di carbonio vengono contabilizzate solo indirettamente”, ha affermato l’autore principale, il dottor William Lamb, del gruppo di lavoro MCC Applied Sustainability Science.

“Dopo tutto, il punto di riferimento abituale per gli impegni a favore della protezione del clima sono le emissioni nette, cioè le emissioni meno gli assorbimenti. Ora stiamo rendendo trasparente il divario di ambizione specifico nell’aumento graduale degli assorbimenti.

“Questa gestione dei rifiuti planetari imporrà presto requisiti completamente nuovi ai politici e potrebbe persino diventare un pilastro centrale della protezione del clima nella seconda metà del secolo.”

La coautrice Naomi Vaughan, del Tyndall Center for Climate Change Research presso l’UEA, ha aggiunto: “I metodi di rimozione del biossido di carbonio hanno un ruolo piccolo ma vitale da svolgere nel raggiungere lo zero netto e limitare gli impatti del cambiamento climatico.

“La nostra analisi mostra che i paesi hanno bisogno di maggiore consapevolezza, ambizione e azione per potenziare i metodi CDR insieme a profonde riduzioni delle emissioni per raggiungere le aspirazioni dell’Accordo di Parigi”.

Secondo lo studio, se gli obiettivi nazionali fossero pienamente attuati, le rimozioni annuali di carbonio indotte dall’uomo potrebbero aumentare di un massimo di 0,5 gigatonnellate di CO2 (500 milioni di tonnellate) entro il 2030, e di un massimo di 1,9 gigatonnellate entro il 2050.

Ciò contrasta con l’aumento di 5,1 gigatonnellate richiesto in uno “scenario focus”, che il gruppo di ricerca descrive come tipico dell’ultimo rapporto di valutazione del Gruppo intergovernativo sui cambiamenti climatici (IPCC).

Lì, il riscaldamento globale, calcolato per l’intero corso di questo secolo, è limitato a 1,5 ºC, e un’espansione particolarmente rapida delle energie rinnovabili e la riduzione delle emissioni fossili sono rappresentate come la principale strategia di protezione del clima.

Ma lo scenario di riferimento si basa ancora sull’incremento della rimozione del carbonio. Il divario per il 2050 è quindi di almeno 3,2 gigatonnellate di CO2 (5,1 meno un massimo di 1,9).

Uno scenario di focus alternativo, anch’esso derivato dall’IPCC, presuppone una significativa riduzione della domanda globale di energia, a causa di cambiamenti di comportamento avviati politicamente come elemento centrale della strategia di protezione del clima.

In questo caso, le rimozioni di carbonio aumenterebbero di un importo più modesto: 2,5 gigatonnellate nel 2050. Gli obiettivi nazionali pienamente attuati sarebbero quasi sufficienti rispetto a questo scenario, con un divario nel 2050 di 0,4 gigatonnellate.

Il gruppo di ricerca sottolinea il problema dei limiti di sostenibilità nell’aumento graduale della rimozione del carbonio; ad esempio, la domanda di superficie associata finirà per mettere a repentaglio la biodiversità e la sicurezza alimentare. Tuttavia, c’è ancora molto spazio per progettare politiche di gestione del territorio eque e sostenibili.

Inoltre, nuove opzioni per la rimozione del carbonio, come i sistemi di filtraggio dell’aria o il “miglioramento dell’erosione delle rocce”, fino ad oggi sono state raramente promosse dai politici.

Attualmente rimuovono solo 0,002 gigatonnellate di CO2 all’anno dall’atmosfera, rispetto alle 3 gigatonnellate derivanti dalle opzioni convenzionali come il rimboschimento, ed è improbabile che aumentino in modo significativo entro il 2030. Secondo gli scenari, entro il 2010 dovranno diventare più diffuse delle opzioni convenzionali.

Poiché finora solo 40 paesi hanno quantificato i loro piani di rimozione nelle loro strategie di sviluppo a basse emissioni a lungo termine, lo studio si basa anche su altri documenti nazionali e sulle ipotesi più attendibili.

“Il calcolo dovrebbe certamente essere perfezionato”, ha detto il dottor Lamb. “Ma la nostra proposta di utilizzare gli scenari focus apre ulteriormente il discorso su quanta rimozione di carbonio sia necessaria per rispettare l’Accordo di Parigi.

“Questo è chiaro: senza una rapida riduzione delle emissioni verso lo zero, in tutti i settori, il limite di 1,5°C non sarà raggiunto in nessun caso.”

‘Il gap di rimozione dell’anidride carbonica’, Lamb, W, Gasser, T, Roman-Cuesta, R, Grassi, G, Gidden, M, Powis, C, Geden, O, Nemet, G, Pramata, Y, Riahi, K, Smith, S, Steinhauser, J, Vaughan, N, Smith, H, Minx, J, è pubblicato in Cambiamenti climatici naturali il 3 maggio.



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

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