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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Le ustioni prescritte incoraggiano gli invasori maleodoranti — ScienceDaily

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Sebbene le ustioni prescritte riducano le minacce di incendi boschivi e migliorino persino l’habitat di alcuni animali, una nuova ricerca mostra che questi incendi diffondono anche la rete puzzolente, un’erba dal nome appropriato che attualmente invade i superblooms negli Stati Uniti sudoccidentali

Stinknet, chiamata anche camomilla del globo, è originaria del Sud Africa, ma è comunemente vista nelle foto dei superbi fiori colorati della California. “Non tutte le piante da fiore sono indicative di un ecosistema sano”, ha affermato Loralee Larios, assistente professore di botanica alla UC Riverside e coautrice dello studio. “Questo non lo è.”

Oltre al suo odore sgradevole, ciascuno dei suoi minuscoli fiori gialli a forma di palla può contenere centinaia di semi. Mentre si espande in interi parchi, spiazza le piante autoctone da cui dipendono gli animali locali in via di estinzione.

L’invasore riduce anche la salute generale del suolo. In alcuni casi, se una pianta invasiva modifica abbastanza la composizione del paesaggio, il suolo può rilasciare nell’atmosfera carbonio immagazzinato, accelerando gli effetti negativi del cambiamento climatico.

Per questi motivi, i ricercatori hanno esaminato più da vicino come si diffonde la rete puzzolente. Hanno scoperto che dopo un’ustione prescritta, molte macchie incombuste di rete puzzolente rimangono in quello che altrimenti sarebbe un terreno nudo, libero dalla concorrenza di altre piante. “In effetti, le macchie di rete puzzolente rimaste dopo un’ustione creano punti focali per ulteriori invasioni”, ha detto Larios.

Questa scoperta è dettagliata nel diario Ecologia del restauro. Per ottenerlo, i ricercatori hanno osservato il comportamento delle piante su un appezzamento di terreno bruciato nel Lake Perris State Park della California meridionale. In due anni, a partire dal 2020, hanno visto che le macchie di rete puzzolente non bruciate avevano il doppio del numero di semi vitali, rispetto alle aree che erano state completamente bruciate e non avevano la rete puzzolente rimanente.

Sembra che le macchie bruciacchiate creino microclimi favorevoli per la rete puzzolente, creando condizioni di temperatura, luce e umidità del suolo che ne aiutano la diffusione.

Inoltre, hanno scoperto che l’aggiunta di semi di piante autoctone nell’area bruciata non ha aumentato significativamente la presenza di specie autoctone. “Stinknet probabilmente rilascia sostanze chimiche attraverso le sue radici che uccidono i funghi del suolo essenziali per la crescita delle piante autoctone”, ha affermato Stuart Schwab, dottorando in scienze delle piante presso l’UCR e autore principale dello studio.

Poiché le ustioni prescritte offrono così tanti benefici per il paesaggio, inclusa la rimozione di erbe invasive altamente infiammabili, i ricercatori non suggeriscono che i gestori del territorio interrompano la pratica. Piuttosto, chiedono trattamenti puzzolenti secondari più mirati dopo le ustioni.

“Le opzioni potrebbero includere l’estrazione manuale di macchie di rete puzzolente rimanente dal terreno, o fare qualcosa chiamato solarizzazione, in cui si mette un telo scuro su un’area per riscaldare e uccidere i semi rimanenti sotto”, ha detto Schwab. “Come ultima risorsa potrebbero usare erbicidi”.

Andando avanti, il team di ricerca vorrebbe condurre studi simili per capire come il fuoco influisce sulla diffusione di altre specie invasive.

Nel frattempo, gli escursionisti e gli amanti della natura possono fare molto per aiutare a fermare la diffusione della rete puzzolente. “Pulisci gli stivali se fai escursioni. Questo è un vettore importante”, ha detto Schwab. “I semi sono larghi meno di un millimetro. Sono minuscoli granelli e facili da perdere. Basta spazzolare periodicamente le scarpe per ridurre al minimo la distanza che percorrono”.

Infine, i ricercatori vogliono che i non scienziati si sentano responsabilizzati nella lotta per ridurre al minimo l’impatto di piante come la rete puzzolente sugli ecosistemi locali.

“La maggior parte delle piante invasive sono state originariamente scoperte da non scienziati. Gli studenti universitari della UC Riverside sono stati i primi a trovare puzzolente”, ha detto Larios. “La condivisione con gli altri attraverso siti come iNaturalist è così importante! I ricercatori non possono coprire così tanto spazio da soli.”



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