Medio Oriente e Nord Africa: ondate di calore fino a 56 gradi Celsius senza azione per il clima

Medio Oriente e Nord Africa: ondate di calore fino a 56 gradi Celsius senza azione per il clima

Credito: dominio pubblico CC0

La regione del Medio Oriente e del Nord Africa (MENA) è un punto caldo del cambiamento climatico dove le estati si riscaldano molto più velocemente che nel resto del mondo. Alcune parti della regione sono già tra le località più calde a livello globale. Un nuovo studio internazionale prevede che ignorare i segnali del cambiamento climatico e continuare come al solito porterà a ondate di calore estreme e pericolose per la vita nella regione. Tali straordinari eventi di calore avranno un grave impatto sulle persone della zona.

Lo studio, che mira a valutare le caratteristiche emergenti dell’ondata di caldo, è stato condotto da scienziati del Climate and Atmosphere Research Center (CARE-C) del Cyprus Institute e del Max Planck Institute for Chemistry, con il contributo dei ricercatori della CMCC Foundation — Euro -Centro Mediterraneo sui cambiamenti climatici e altri istituti di ricerca, principalmente dalla regione MENA.

“I nostri risultati per un percorso” business as usual “indicano che, specialmente nella seconda metà di questo secolo, emergeranno ondate di calore super e ultra-estreme senza precedenti”, spiega George Zittis del The Cyprus Institute, primo autore dello studio. Questi eventi comporteranno temperature eccessivamente alte fino a 56 gradi Celsius e superiori negli ambienti urbani e potrebbero durare per più settimane, essendo potenzialmente pericolosi per la vita di esseri umani e animali, anche animali tolleranti alle alte temperature come i cammelli. Nella seconda metà del secolo, circa la metà della popolazione MENA, ovvero circa 600 milioni di persone, potrebbe essere esposta a tali condizioni meteorologiche estreme ricorrenti ogni anno, che influenzeranno la salute, l’agricoltura e la biodiversità.

Il team di ricerca ha utilizzato un insieme multi-modello di proiezioni climatiche unico nel suo genere progettato esclusivamente per l’area geografica. I ricercatori hanno quindi proiettato futuri periodi caldi e li hanno caratterizzati con l’Heat Wave Magnitude Index, che permette di quantificare l’intensità dei singoli eventi, considerando sia la loro durata che l’anomalia della temperatura.

In questa regione mancavano studi di downscaling così dettagliati. “La comunità scientifica che si occupa di modellazione climatica regionale è concentrata principalmente in Europa e Nord America, e c’è ancora poco interesse e finanziamento per lo studio degli impatti dei cambiamenti climatici nella regione del Mediterraneo e del Nord Africa” ​​spiega Paola Mercogliano, direttrice dei Modelli regionali. e la divisione Impatti geo-idrologici presso la Fondazione CMCC. “Avere uno studio così importante e dettagliato su questo settore, che è ancora povero in termini di dati e conoscenze scientifichesul cambiamento climatico, è un grande successo per noi. In CMCC, crediamo nell’importanza di far progredire la ricerca scientifica nella regione del Mediterraneo, che è altamente vulnerabile agli impatti dei cambiamenti climatici, e stiamo investendo punti di forza e risorse per fornire a questi paesi dati che possano consentire loro di saperne di più sul caratteristiche del loro clima futuro e di agire di conseguenza “.

Per evitare tali eventi di calore estremo nella regione, gli scienziati raccomandano misure di mitigazione dei cambiamenti climatici immediate ed efficaci. Si prevede che nei prossimi 50 anni quasi il 90% della popolazione esposta nell’area MENA vivrà nei centri urbani, che dovranno far fronte a queste condizioni meteorologiche perturbatrici per la società.

“Le ondate di calore sono tra i principali impatti dei cambiamenti climatici che interessano l’area mediterranea, Italia compresa” conclude Edoardo Bucchignani, ricercatore CMCC, tra gli autori dello studio. “È fantastico avere uno studio così valido focalizzato su questa regione , con dati scientifici che possono supportare e guidare i decisori nella gestione degli impatti nel tempo, per proteggere la salute dei cittadini, soprattutto quelli più vulnerabili. Al CMCC, il nostro investimento in questa direzione continua ora a fornire dati ancora più dettagliati ea metterli a disposizione dell’intera comunità scientifica , per favorire la produzione di conoscenza sul clima atteso in quest’area per il prossimo secolo ”

 

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I farmaci per l’epatite C aumentano l’attività antivirale di remdesivir contro COVID-19

I farmaci per l’epatite C aumentano l’attività antivirale di remdesivir contro COVID-19

Resa creativa delle particelle SARS-CoV-2 (non in scala). Credito: Istituto nazionale di allergia e malattie infettive, NIH

Remdesivir è attualmente l’unico farmaco antivirale approvato negli Stati Uniti per il trattamento dei pazienti COVID-19. In un articolo pubblicato questa settimana su Cell Reports , i ricercatori dell’Università del Texas ad Austin, del Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) e della Icahn School of Medicine del Monte Sinai hanno dimostrato che quattro farmaci usati per trattare l’epatite C rendono remdesivir 10 volte più inibitore. il coronavirus nelle colture cellulari.

Questi risultati indicano che una miscela contenente remdesivir e un farmaco per il virus dell’epatite C (HCV) riutilizzato potrebbe potenzialmente funzionare come terapia antivirale combinata per SARS-CoV-2. Un tale antivirale potrebbe fornire un trattamento immediato per le persone non vaccinate che vengono infettate e per le persone vaccinate la cui immunità è diminuita.

Poiché questi farmaci per l’epatite sono già approvati per l’uso e i loro potenziali effetti collaterali sono noti, una tale terapia di combinazione potrebbe essere testata sugli esseri umani più rapidamente rispetto a un nuovo farmaco. Un grosso inconveniente con remdesivir, tuttavia, è che deve essere somministrato per via endovenosa, limitandone l’uso ai pazienti già ricoverati in ospedale.

“Il nostro obiettivo è sviluppare una combinazione di farmaci orali che possono essere somministrati ai pazienti ambulatoriali prima che siano abbastanza malati da richiedere il ricovero in ospedale”, ha detto Robert M. Krug, professore emerito di bioscienze molecolari presso l’UT Austin e coautore dell’articolo. “I farmaci per l’HCV che potenziano l’attività antivirale di remdesivir sono farmaci orali. Idealmente, avremmo bisogno di un farmaco orale che inibisca la SARS-CoV-2 allo stesso modo del remdesivir per sviluppare un trattamento di combinazione efficace”.

Krug ha contribuito ad avviare il progetto di ricerca e ha collaborato alla progettazione di esperimenti, all’interpretazione dei risultati e alla stesura del documento. Gli studi di laboratorio sono stati condotti da due gruppi di collaboratori: Gaetano Montelione, professore di chimica e biologia chimica , e i borsisti Khushboo Bafna e Balasubramanian Harish, tutti di RPI; e Kris White e Adolfo García-Sastre, professori di microbiologia al Monte Sinai.

Remdesivir prende di mira una parte del coronavirus SARS-CoV-2 chiamato RNA polimerasi, che consente al virus di replicarsi o di fare copie di se stesso. I farmaci per l’HCV, d’altra parte, prendono di mira altre due parti dell’HCV che sono anche critiche per la replicazione virale , chiamate proteasi.

Questa ricerca è stata motivata dalla scoperta da parte di Montelione e Bafna di una sorprendente somiglianza tra le strutture delle proteasi dell’HCV e una delle proteasi SARS-CoV-2, chiamata proteasi principale . Si sono chiesti se i farmaci esistenti che si legano e inibiscono una proteasi HCV potrebbero anche legarsi e inibire questa proteasi SARS-CoV-2.

Utilizzando un supercomputer per modellare il modo in cui i farmaci si legano alle proteine ​​virali, i ricercatori dell’RPI hanno previsto che 10 farmaci per l’HCV si legherebbero perfettamente a una proteasi SARS-CoV-2. I ricercatori del Monte Sinai hanno testato sette di questi farmaci in una struttura di biocontenimento sicura per la loro capacità di inibire la replicazione del virus SARS-CoV-2 nelle cellule umane e di scimmia che crescono in coltura.

Tutti e sette i farmaci per l’HCV hanno inibito la replicazione del virus, ma tutti i collaboratori sono stati sorpresi di scoprire che quattro di loro (simeprevir, vaniprevir, paritaprevir e grazoprevir) hanno inibito un tipo completamente diverso di proteasi SARS-CoV-2, chiamata proteasi simile alla papaina. E quella differenza si è rivelata importante. Quando ciascuno dei sette farmaci anti-HCV è stato testato per l’inibizione del virus in combinazione con remdesivir, solo i quattro che hanno preso di mira la proteasi inaspettata hanno aumentato l’efficacia di remdesivir , fino a dieci volte.

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Gli scienziati progettano “nanotrappole” per catturare e eliminare il coronavirus

Gli scienziati progettano “nanotrappole” per catturare e eliminare il coronavirus

Rendering del legame di Nanotrap SARS-CoV-2. Nanotrap è mostrato con un nucleo giallo, guscio fosfolipidico verde e particelle funzionalizzate rosse per legare il virus (ACE2 o anticorpo neutralizzante). Gli strati di proteine ​​virali sono mostrati in grigio e sono decorati con la proteina Spike (verde) e la glicoproteina (rossa). Credito: Huang Lab

I ricercatori della Pritzker School of Molecular Engineering (PME) dell’Università di Chicago hanno progettato un trattamento potenziale completamente nuovo per COVID-19: nanoparticelle che catturano i virus SARS-CoV-2 all’interno del corpo e quindi utilizzano il sistema immunitario del corpo per distruggere esso.

Questi “Nanotraps” attirano il virus imitando le cellule bersaglio che il virus infetta. Quando il virus si lega alle Nanotraps, le trappole sequestrano il virus da altre cellule e lo mirano alla distruzione da parte del sistema immunitario .

In teoria, questi Nanotraps potrebbero essere utilizzati anche su varianti del virus, portando a un potenziale nuovo modo per inibire il virus in futuro. Sebbene la terapia rimanga nelle prime fasi del test, i ricercatori immaginano che potrebbe essere somministrata tramite uno spray nasale come trattamento per

I ricercatori hanno testato la sicurezza del sistema in un modello murino e non hanno riscontrato tossicità. Hanno quindi testato il Nanotraps contro uno pseudovirus – un modello meno potente di un virus che non si replica – in cellule polmonari umane in piastre di coltura tissutale e hanno scoperto che bloccavano completamente l’ingresso nelle cellule.

Una volta che lo pseudovirus si è legato alla nanoparticella, che nei test ha impiegato circa 10 minuti dopo l’iniezione, le nanoparticelle hanno utilizzato una molecola che chiama i macrofagi del corpo per inghiottire e degradare la nanotrappola. I macrofagi generalmente mangiano le nanoparticelle all’interno del corpo, ma la molecola Nanotrap accelera il processo. Le nanoparticelle sono state eliminate e degradate entro 48 ore.

I ricercatori hanno anche testato le con uno pseudovirus in un sistema di perfusione polmonare ex vivo – un paio di polmoni donati che viene mantenuto in vita con un ventilatore – e hanno scoperto che bloccavano completamente l’infezione nei polmoni.

Hanno anche collaborato con i ricercatori dell’Argonne National Laboratory per testare i Nanotraps con un virus vivo (piuttosto che uno pseudovirus) in un sistema in vitro. Hanno scoperto che il loro sistema ha inibito il virus 10 volte meglio degli anticorpi neutralizzanti o dell’ACE2 solubile da solo.

Un potenziale trattamento futuro per COVID-19 e oltre

Successivamente i ricercatori sperano di testare ulteriormente il sistema, inclusi più test con un virus vivo e sulle numerose varianti di virus.

“Questo è ciò che è così potente in questo Nanotrap”, ha detto Rosenberg. “È facilmente modulabile. Possiamo cambiare diversi anticorpi o proteine ​​o prendere di mira diverse cellule immunitarie, in base a ciò di cui abbiamo bisogno con nuove varianti”.

I Nanotraps possono essere conservati in un congelatore standard e alla fine potrebbero essere somministrati tramite uno spray intranasale, che li collocherebbe direttamente nel sistema respiratorio e li renderebbe più efficaci.

I ricercatori dicono che è anche possibile fungere da vaccino ottimizzando la formulazione Nanotrap, creando un sistema terapeutico definitivo per il virus.

“Questo è il punto di partenza”, ha detto Huang. “Vogliamo fare qualcosa per aiutare il mondo”.

La ricerca ha coinvolto collaboratori di tutti i dipartimenti, inclusi chimica, biologia e medicina.

I risultati sono stati pubblicati il ​​19 aprile sulla rivista Matter .

“Dall’inizio della pandemia, il nostro team di ricerca ha sviluppato questo nuovo modo per trattare il COVID-19”, ha detto Asst. Prof. Jun Huang, il cui laboratorio ha guidato la ricerca. “Abbiamo eseguito test rigorosi per dimostrare che questi Nanotraps funzionano e siamo entusiasti del loro potenziale”.

Progettare la trappola perfetta

Per progettare il Nanotrap, il team di ricerca, guidato dallo studioso post-dottorato Min Chen e dalla studentessa laureata Jill Rosenberg, ha esaminato il meccanismo utilizzato da SARS-CoV-2 per legarsi alle cellule: una proteina simile a un picco sulla sua superficie che si lega a una cellula umana. Proteina del recettore ACE2.

Per creare una trappola che si legasse al virus allo stesso modo, hanno progettato nanoparticelle con un’alta densità di proteine ​​ACE2 sulla loro superficie. Allo stesso modo, hanno progettato altre nanoparticelle con anticorpi neutralizzanti sulle loro superfici. (Questi anticorpi vengono creati all’interno del corpo quando qualcuno è infetto e sono progettati per attaccarsi al coronavirus in vari modi).

Sia le proteine ​​ACE2 che gli anticorpi neutralizzanti sono stati utilizzati nei trattamenti per il COVID-19, ma legandoli a nanoparticelle, i ricercatori hanno creato un sistema ancora più robusto per intrappolare ed eliminare il virus.

Realizzate con polimeri e fosfolipidi approvati dalla FDA, le nanoparticelle hanno un diametro di circa 500 nanometri, molto più piccole di una cellula. Ciò significa che i Nanotraps possono raggiungere più aree all’interno del corpo e intrappolare più efficacemente il virus.

Immagine al microscopio elettronico a scansione (SEM) del virus SARS-CoV-2 pseudotipato di legame di Nanotrap (arancione) (ciano). Credito: Huang Lab

I ricercatori hanno testato la sicurezza del sistema in un modello murino e non hanno riscontrato tossicità. Hanno quindi testato il Nanotraps contro uno pseudovirus – un modello meno potente di un virus che non si replica – in cellule polmonari umane in piastre di coltura tissutale e hanno scoperto che bloccavano completamente l’ingresso nelle cellule.

Una volta che lo pseudovirus si è legato alla nanoparticella, che nei test ha impiegato circa 10 minuti dopo l’iniezione, le nanoparticelle hanno utilizzato una molecola che chiama i macrofagi del corpo per inghiottire e degradare la nanotrappola. I macrofagi generalmente mangiano le nanoparticelle all’interno del corpo, ma la molecola Nanotrap accelera il processo. Le nanoparticelle sono state eliminate e degradate entro 48 ore.

I ricercatori hanno anche testato le nanoparticelle con uno pseudovirus in un sistema di perfusione polmonare ex vivo – un paio di polmoni donati che viene mantenuto in vita con un ventilatore – e hanno scoperto che bloccavano completamente l’infezione nei polmoni.

Hanno anche collaborato con i ricercatori dell’Argonne National Laboratory per testare i Nanotraps con un virus vivo (piuttosto che uno pseudovirus) in un sistema in vitro. Hanno scoperto che il loro sistema ha inibito il virus 10 volte meglio degli anticorpi neutralizzanti o dell’ACE2 solubile da solo.

Un potenziale trattamento futuro per COVID-19 e oltre

Successivamente i ricercatori sperano di testare ulteriormente il sistema, inclusi più test con un virus vivo e sulle numerose varianti di virus.

“Questo è ciò che è così potente in questo Nanotrap”, ha detto Rosenberg. “È facilmente modulabile. Possiamo cambiare diversi anticorpi o proteine ​​o prendere di mira diverse cellule immunitarie in base a ciò di cui abbiamo bisogno con le nuove varianti”.

I Nanotraps possono essere conservati in un congelatore standard e alla fine potrebbero essere somministrati tramite uno spray intranasale, che li collocherebbe direttamente nel sistema respiratorio e li renderebbe più efficaci.

I ricercatori dicono che è anche possibile fungere da vaccino ottimizzando la formulazione Nanotrap, creando un sistema terapeutico definitivo per il virus.

“Questo è il punto di partenza”, ha detto Huang. “Vogliamo fare qualcosa per aiutare il mondo”.

La ricerca ha coinvolto collaboratori di tutti i dipartimenti, inclusi chimica, biologia e medicina.

 

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