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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Scienze & AmbientePerché la NASA voleva coltivare piante nello spazio?: 5 vantaggi che cambieranno...

Perché la NASA voleva coltivare piante nello spazio?: 5 vantaggi che cambieranno l’agricoltura che conosciamo

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Per decenni, la NASA ha ricercato modi per coltivare piante nello spazio e aiutare gli astronauti a ottenere una fornitura di cibo fresca e costante.

In questo modo, la NASA può ridurre il costo del cibo preconfezionato e risparmiare più spazio di carico, fornendo allo stesso tempo agli astronauti una scorta di cibo sano. Non è tutto; gli scienziati stanno anche lavorando a questo progetto “Veggie” per portare ulteriori progressi nel campo dell’agricoltura. Recentemente, Ricerca sulla terapia con luce rossa della NASA è diventato un argomento di discussione profondo.

Ora ci sono più ragioni perché la NASA voleva coltivare piante nello spazio. Vuoi conoscerli tutti? Se sì, allora abbuffati fino alla fine del blog.

Un astronauta della NASA in tuta spaziale.  Credito immagine: NASA, CC0 Public Domain tramite Negative Space

Un astronauta della NASA in tuta spaziale. Credito immagine: NASA, CC0 Public Domain tramite Negative Space

Punti chiave principali

Coltivare piante nello spazio è stata una delle principali missioni della NASA. Hanno in programma di creare uno spazio alternativo per l’umanità e di ridurre la sua dipendenza dalla Terra.

Inoltre, vogliono una fornitura di cibo più sufficiente per gli astronauti in modo da ridurre i costi e lo spazio.

Inoltre, attraverso questa ricerca, gli scienziati vogliono rivoluzionare il settore agricolo e capire come rendere l’agricoltura molto migliore di quella odierna.

Perché studiare le piante nello spazio?

Lo studio delle piante e della botanica è necessario allo spazio per comprendere gli adattamenti e la crescita degli ambienti extraterrestri. Questo è fondamentale per un’abitazione spaziale di lunga durata.

Le piante possono aiutare a riciclare l’aria e l’acqua, rendendo i viaggi nello spazio più affidabili e sostenibili. Non è tutto; le piante possono anche aiutare a regolare la CO2 (anidride carbonica), necessaria per gli ambienti dei veicoli spaziali.

Inoltre, scoprirai che la microgravità offre decine di informazioni sui processi biologici. Lo studio della botanica sta rivoluzionando la medicina e l’agricoltura.

Anche gli studi sulle piante nello spazio sono vitali perché hanno un certo valore nutrizionale e medico, e studi approfonditi possono svelare ulteriori benefici per la salute.

Questi studi possono aiutare gli scienziati a scoprire quali piante sono ideali per gli astronauti per sviluppare un buon sistema immunitario e fungere anche da rimedi naturali.

In poche parole, vengono condotti studi intensivi sulle piante per creare colonie spaziali sostenibili e portare l’umanità oltre i confini del nostro pianeta.

La NASA coltiva piante nello spazio

L’obiettivo principale della NASA nella coltivazione di piante nello spazio è fornire agli astronauti una fornitura alimentare costante per la loro salute e il loro benessere. Stanno già procedendo con il progetto”Vegetariano” sulla ISS (Stazione Spaziale Internazionale).

In questo progetto, l’obiettivo principale è aiutare le piante come la lattuga a crescere e sopravvivere nello spazio, e anche in assenza di gravità. In questo modo, queste piante in costante aumento torneranno utili agli astronauti per procurarsi cibo fresco e farli sentire anche a casa.

Ma non è solo il cibo a incuriosire la NASA riguardo a questo progetto! Gli scienziati sono molto incuriositi dal concetto di come le piante reagiscono alla gravità e alla luce nello spazio.

Perché la NASA voleva coltivare piante nello spazio?

Ecco i cinque principali motivi per cui la NASA ha voluto coltivare piante nello spazio.

1. Renderlo sostenibile per gli astronauti per missioni a lungo termine

Uno dei motivi principali per cui la NASA vuole coltivare piante nello spazio è garantire una fornitura di cibo più sostenibile e fresca per gli astronauti.

Spedire sempre più prodotti alimentari preconfezionati può essere piuttosto costoso e occupare anche molto spazio di carico.

Pertanto, coltivare cibo in loco riduce queste esigenze, rendendo i viaggi spaziali più economici ed efficienti.

2. Fornisce i nutrienti giusti

Il cibo fresco non è solo nutriente ma contribuisce anche molto alla psicologia generale degli astronauti.

Essere in grado di raccogliere verdure come ravanelli e lattuga può aumentare notevolmente la salute mentale e il morale.

Inoltre, aggiunge familiarità agli astronauti in modo che non manchino il cibo fatto in casa durante il loro soggiorno.

3. Colonizzazione spaziale

Anche la NASA è interessata all’agricoltura spaziale perché intende perseguire gli obiettivi a lungo termine della colonizzazione spaziale.

Conoscere i modi giusti per coltivare il cibo nello spazio è un passo cruciale nella costruzione di una colonia umana più sostenibile.

Inoltre, portare più cibo riduce la dipendenza dalla Terra per le forniture e consente l’autosufficienza.

4. Purificazione dell’aria

Le piante svolgono un ruolo enorme nella purificazione dell’aria assorbendo CO2 e rilasciando ossigeno attraverso la fotosintesi.

L’intero processo di purificazione aiuta a mantenere un’atmosfera sana e pulita nel veicolo spaziale, consentendo agli astronauti di respirare facilmente.

Un’efficiente purificazione dell’aria è necessaria anche per il benessere degli astronauti, soprattutto durante le lunghe missioni in cui è necessario conservare le scorte d’aria.

5. Tecnologia per l’agricoltura spaziale

Sviluppando tecnologie come “Veggie” e “Advanced Plant Habitat” (APH), la NASA sta facendo un balzo in avanti per l’agricoltura spaziale.

Queste tecnologie ed esperimenti creano ambienti più controllati con un’adeguata illuminazione a LED e controllo della temperatura e dell’umidità. Questa procedura crea le condizioni “migliori” per la crescita delle piante.

Nota: La NASA utilizza la terapia con luce rossa per migliorare la crescita delle piante. Hanno scoperto che l’RLT può avere un grande impatto sulla crescita delle piante aiutandole a diventare più veloci e più sane.

Problemi con la coltivazione delle piante nello spazio

Coltivare piante nello spazio sarà senza dubbio un risultato rivoluzionario, ma comporta la sua parte di sfide. Il primo grande ostacolo è la necessità di maggiore gravità.

1

Sulla Terra, le radici delle piante crescono verso il basso e lo stelo cresce verso l’alto, tutto a causa della gravità. Tuttavia, questo concetto non funzionerà nello spazio e potrebbero crescere in ogni direzione. Questo può creare confusione e persino creare confusione per gli astronauti.

2

Lo spazio è limitato sulla navicella spaziale. Le piante richiedono spazio sufficiente per crescere e sopravvivere, ma gestire tale spazio può essere difficile.

3

Anche se continuano a gestire questo spazio, non sarà economico e può costare una notevole quantità di denaro. Tuttavia, sono ancora in movimento per ottenere i migliori risultati possibili per garantire che le piante possano crescere nello spazio tenendo sotto controllo tutti questi inconvenienti.

Comprendere la tecnologia dell’agricoltura spaziale

APH della NASA (Habitat vegetale avanzato) è uno dei primi esempi di “tecnologia di agricoltura spaziale”.

APH fornisce un ambiente abbastanza controllato, insieme a una temperatura monitorata e un perfetto controllo dell’umidità, e garantisce che imiti le condizioni della Terra. Permette anche agli scienziati di studiare ulteriormente il concetto di microgravità per lunghi periodi di missioni spaziali.

Un’altra innovazione è l’idroponica! È qui che le piante vengono coltivate in acqua ricca di sostanze nutritive anziché nel suolo. Ciò non solo fa risparmiare acqua ma anche spazio.

In poche parole, tutto ciò è possibile solo grazie alla tecnologia di agricoltura spaziale ad alta tecnologia come APH! Presto, attraverso questa tecnologia potranno essere rivelati fatti e segreti ancora più notevoli.

Domande frequenti

Le piante possono sopravvivere nel vuoto dello spazio?

No! Le piante non possono sopravvivere nel vuoto. Hanno bisogno di determinate condizioni per vivere e prosperare. Il vuoto è privo di aria, acqua e persino di protezione dalle radiazioni nocive. Tutti questi sono bisogni primari di una pianta per vivere.

Qual è la prima pianta nello spazio?

L’Arabidopsis thaliana fu la prima pianta nello spazio e fiorì nel 1982.

Linea di fondo

Dopo aver letto questo blog, dovresti sapere perché la NASA voleva coltivare piante nello spazio.

L’esplorazione e le missioni spaziali non sono facili, quindi gli scienziati volevano raccogliere piante per fornire loro cibo sufficiente per garantire una migliore salute e benessere agli astronauti. Spedire alimenti preconfezionati è piuttosto costoso e richiede anche molto spazio, quindi la raccolta delle piante è la soluzione migliore.

Tuttavia, sono in corso ulteriori ricerche per coltivare piante nello spazio e pensare alla futura colonizzazione per ridurre la dipendenza dalla Terra e portare la razza umana al livello successivo.



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