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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Antibiotico fallito ora un diserbante rivoluzionario per gli agricoltori — ScienceDaily

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I diserbanti del futuro potrebbero presto essere basati su antibiotici falliti.

Una molecola che è stata inizialmente sviluppata per trattare la tubercolosi ma che non è riuscita a uscire dal laboratorio come antibiotico si sta ora dimostrando promettente come un potente nemico per le erbacce che invadono i nostri giardini e costano agli agricoltori miliardi di dollari ogni anno.

Mentre l’antibiotico fallito non era adatto al suo scopo originale, gli scienziati dell’Università di Adelaide hanno scoperto che modificando la sua struttura, la molecola è diventata efficace nell’uccidere due delle erbacce più problematiche in Australia, il loglio annuale e il ravanello selvatico, senza danneggiare i batteri e cellule umane.

“Questa scoperta è un potenziale punto di svolta per l’industria agricola. Molte erbacce sono ora resistenti agli erbicidi esistenti sul mercato, costando agli agricoltori miliardi di dollari ogni anno”, ha affermato la ricercatrice capo Dr. Tatiana Soares da Costa della Waite Research dell’Università di Adelaide. Istituto.

“L’uso di antibiotici falliti come erbicidi fornisce una scorciatoia per uno sviluppo più rapido di nuovi e più efficaci diserbanti che prendono di mira le erbacce dannose e invasive che gli agricoltori trovano difficili da controllare”.

I ricercatori dell’Herbicide and Antibiotic Innovation Lab dell’Università hanno scoperto che c’erano somiglianze tra superbatteri batterici ed erbe infestanti a livello molecolare.

Hanno sfruttato queste somiglianze e, modificando chimicamente la struttura di un antibiotico fallito, sono riusciti a bloccare la produzione dell’aminoacido lisina, essenziale per la crescita delle infestanti.

“Non ci sono erbicidi disponibili in commercio sul mercato che funzionano in questo modo. Infatti, negli ultimi 40 anni, non ci sono stati quasi nuovi erbicidi con nuovi meccanismi d’azione che sono entrati nel mercato”, ha affermato il dottor Andrew Barrow, un ricercatore post-dottorato nel team del dottor Soares da Costa presso il Waite Research Institute dell’Università di Adelaide.

Si stima che le erbacce costino all’industria agricola australiana più di 5 miliardi di dollari all’anno.

Il loglio annuale, in particolare, è una delle erbacce più gravi e costose dell’Australia meridionale.

“La strategia della scorciatoia consente di risparmiare tempo e risorse preziose, e quindi potrebbe accelerare la commercializzazione di nuovi erbicidi tanto necessari”, ha affermato il dott. Soares da Costa.

“È anche importante notare che l’uso di antibiotici falliti non guiderà la resistenza agli antibiotici perché le molecole erbicide che abbiamo scoperto non uccidono i batteri. Mirano specificamente alle erbacce, senza alcun effetto sulle cellule umane”, ha detto.

Non sono solo gli agricoltori che potrebbero raccogliere i frutti di questa scoperta. I ricercatori affermano che potrebbe anche portare allo sviluppo di nuovi diserbanti per colpire le fastidiose erbacce che crescono nei nostri cortili e vialetti.

“Il nostro approccio di riproposizione ha il potenziale per scoprire erbicidi con ampie applicazioni che possono uccidere una varietà di erbe infestanti”, ha affermato il dott. Barrow.

Questa ricerca è stata pubblicata sulla rivista di Biologia delle comunicazioni.

La dott.ssa Tatiana Soares da Costa e il suo team stanno ora cercando di scoprire altre molecole erbicide riproponendo altri antibiotici falliti e collaborando con l’industria per introdurre sul mercato erbicidi nuovi e sicuri.

Il finanziamento per questa ricerca è stato fornito dall’Australian Research Council attraverso una borsa di studio DECRA e un progetto di scoperta assegnato alla dott.ssa Tatiana Soares da Costa.

Il primo autore dell’articolo è Emily Mackie, una studentessa di dottorato nel team del dottor Soares da Costa, che è supportata da borse di studio dalla Grains and Research Development Corporation e dal Research Training Program. I coautori includono il dottor Andrew Barrow, il dottor Marie-Claire Giel, il dottor Anthony Gendall e il dottor Santosh Panjikar.

Il Waite Research Institute stimola e sostiene la ricerca e l’innovazione in tutta l’Università di Adelaide e i suoi partner che costruiscono capacità per i settori agricolo, alimentare e vinicolo dell’Australia.



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