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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La pesca eccessiva legata alla rapida evoluzione del merluzzo — ScienceDaily

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La pesca eccessiva del merluzzo nella seconda metà del XX secolo indica che l’azione umana può forzare i cambiamenti evolutivi più rapidamente di quanto si creda, secondo uno studio condotto da Rutgers.

Pubblicato nel Transazioni filosofiche della Royal Society B: Scienze biologicheun rapporto di scienziati offre la prima prova genomica che il merluzzo atlantico ha sviluppato nuovi tratti in soli decenni durante un periodo di pesca eccessiva, cambiamenti evolutivi che gli scienziati credevano potessero richiedere milioni di anni.

“La scoperta è stata resa possibile dalla nuova tecnologia che ci ha permesso di estrarre e leggere il codice genetico del merluzzo, alcuni catturati più di 110 anni fa, così come nuove tecniche analitiche che rilevano sottili cambiamenti in quel codice genetico”, ha detto Malin Pinsky, autore senior dello studio e professore associato presso il Dipartimento di ecologia, evoluzione e risorse naturali presso la Rutgers School of Environmental and Biological Sciences (SEBS).

Gli scienziati avevano notato che molti merluzzi sovrasfruttati, entro la fine del 20° secolo, avevano sviluppato quello che sembrava essere un vantaggio per la sopravvivenza: maturando prima e diventando meno grandi, rendendoli meno propensi a essere individuati per essere catturati e più propensi a riprodursi. prima di essere catturato. Le ricerche di trasformazioni nei geni chiave, tuttavia, si sono rivelate infruttuose.

Imperterriti, i ricercatori hanno posto una domanda diversa. E se i cambiamenti si verificassero in molti geni contemporaneamente, invece che in pochi? L’intuizione, unita alla nuova tecnologia, ha spinto il team guidato da Rutgers a fare la scoperta.

“Ora siamo stati in grado di dimostrare che molti geni in tutto il genoma si sono spostati nello stesso modo nel merluzzo da entrambe le sponde dell’Oceano Atlantico negli ultimi 100 anni”, ha affermato Brendan Reid, primo autore dello studio e associato post-dottorato in il Dipartimento di Ecologia, Evoluzione e Risorse Naturali del SEBS. “Questo suggerisce che il merluzzo si è effettivamente evoluto in risposta alla pesca attraverso piccoli cambiamenti in molti geni, qualcosa di cui prima non avevamo prove chiare in nessuna specie sovrasfruttata”.

Il merluzzo atlantico vive in acque fredde e nelle regioni di acque profonde in tutto il Nord Atlantico. Famoso per il suo sapore delicato e la polpa densa e friabile, il merluzzo è uno degli ingredienti più comuni nel fish and chips. I fegatini di merluzzo vengono lavorati per produrre olio di fegato di merluzzo, una fonte comune di vitamine essenziali.

Negli anni ’90, le popolazioni di merluzzo dell’Atlantico sono scese all’1% dei livelli storici, a causa di decenni di pesca eccessiva. A partire dagli anni ’70, potenti pescherecci da traino dotati di avanzati sistemi radar e sonar hanno consentito ai pescatori commerciali di raccogliere merluzzo da un’area più ampia e pescare più in profondità e per periodi più lunghi che mai. Di conseguenza, gli stock di merluzzo si sono esauriti a un ritmo più veloce di quanto potesse essere reintegrato, portando infine al collasso della pesca e, come mostra la ricerca guidata da Rutgers, alla sua rapida evoluzione.

Le nuove intuizioni della ricerca offrono speranza per il possibile riemergere della popolazione di merluzzo, che sta lentamente rimbalzando da quando la pressione di pesca è stata ridotta, hanno affermato gli scienziati.

“Poiché l’evoluzione in risposta alla pesca è avvenuta attraverso molti piccoli cambiamenti in molti geni piuttosto che grandi cambiamenti in uno o due geni, e il merluzzo ha mantenuto la maggior parte della sua diversità genetica, sarà più facile per il merluzzo evolversi verso il precedente modello di crescita più lenta a grandi dimensioni”, ha detto Reid. “Il fatto che le popolazioni di merluzzo stiano riprendendosi e tornando ai precedenti modelli di crescita suggerisce che, con una corretta gestione, questa pesca può tornare al suo stato precedente e fornire una fonte sostenibile di cibo per un gran numero di persone e una fonte di reddito per le popolazioni costiere”. comunità che dipendono fortemente dalla pesca”.

Allo studio ha collaborato anche Bastiaan Star dell’Università di Oslo in Norvegia.



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