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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notizieAmbienteIl rettile o l'uovo? -- ScienceDaily

Il rettile o l’uovo? — ScienceDaily

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I primi rettili, uccelli e mammiferi potrebbero aver partorito giovani vivi, hanno rivelato i ricercatori dell’Università di Nanjing e dell’Università di Bristol.

Fino ad ora, si pensava che l’uovo dal guscio duro fosse la chiave del successo degli amnioti, un gruppo di vertebrati che subiscono lo sviluppo embrionale o fetale all’interno di un amnion, una membrana protettiva all’interno dell’uovo.

Tuttavia, un nuovo studio su 51 specie fossili e 29 specie viventi che potrebbero essere classificate come ovipare (che depongono uova dure o dal guscio molle) o vivipare (che danno alla luce giovani vivi) suggerisce il contrario.

I risultati, pubblicati oggi in Natura Ecologia & Evoluzione, mostrano che tutti i grandi rami evolutivi di Amniota, vale a dire Mammalia, Lepidosauria (lucertole e parenti) e Archosauria (dinosauri, coccodrilli, uccelli) rivelano viviparità e prolungata ritenzione embrionale nei loro antenati.

La ritenzione embrionale estesa (EER) si verifica quando i piccoli vengono trattenuti dalla madre per un periodo di tempo variabile, probabilmente a seconda di quando le condizioni sono migliori per la sopravvivenza.

Mentre l’uovo dal guscio duro è stato spesso visto come una delle più grandi innovazioni nell’evoluzione, questa ricerca implica che sia stato l’EER a dare a questo particolare gruppo di animali la massima protezione.

Il professor Michael Benton della School of Earth Sciences di Bristol ha spiegato: “Prima degli amnioti, i primi tetrapodi che evolvevano arti da pinne di pesce avevano abitudini generalmente anfibie. Dovevano vivere dentro o vicino all’acqua per nutrirsi e riprodursi, come nei moderni anfibi come come rane e salamandre.

“Quando gli amnioti sono entrati in scena 320 milioni di anni fa, sono stati in grado di staccarsi dall’acqua sviluppando una pelle impermeabile e altri modi per controllare la perdita d’acqua. Ma l’uovo amniotico era la chiave. Si diceva che fosse un ‘privato stagno’ in cui il rettile in via di sviluppo era protetto dall’essiccamento nei climi caldi e consentiva all’Amniota di allontanarsi dalla riva e dominare gli ecosistemi terrestri”.

Il leader del progetto, il professor Baoyu Jiang, ha aggiunto: “Questa visione standard è stata messa in discussione. I biologi avevano notato che molte lucertole e serpenti mostrano una strategia riproduttiva flessibile attraverso l’oviparità e la viviparità.

“A volte, le specie strettamente imparentate mostrano entrambi i comportamenti, e si scopre che le lucertole vive possono tornare a deporre le uova molto più facilmente di quanto si pensasse”.

“Inoltre, quando guardiamo ai fossili, scopriamo che molti di loro erano portatori vivi, compresi i rettili marini mesozoici come ittiosauri e plesiosauri”, ha affermato il dottor Armin Elsler. “Altri fossili, tra cui un choristodere del Cretaceo della Cina, descritto qui, mostrano l’andirivieni tra oviparità e viviparità avvenuti in altri gruppi, non solo nelle lucertole”.

Il dott. Joseph Keating ha spiegato: “L’EER è oggi diffuso tra i vertebrati, dove i piccoli in via di sviluppo vengono trattenuti dalla madre per un periodo di tempo più o meno lungo.

“Oggi l’EER è comune e variabile nelle lucertole e nei serpenti. I loro piccoli possono essere rilasciati, sia all’interno di un uovo che come piccoli guizzanti, a diversi stadi di sviluppo, e sembrano esserci vantaggi ecologici dell’EER, forse permettendo alle madri di liberare i loro piccoli quando le temperature sono abbastanza calde e le scorte di cibo sono abbondanti.”

Il professor Benton ha concluso: “Il nostro lavoro, e quello di molti altri negli ultimi anni, ha consegnato al cestino dei rifiuti il ​​classico modello di ‘uovo di rettile’ dei libri di testo.

“I primi amnioti avevano sviluppato una ritenzione embrionale estesa piuttosto che un uovo dal guscio duro per proteggere l’embrione in via di sviluppo per un periodo di tempo minore o maggiore all’interno della madre, quindi la nascita poteva essere ritardata fino a quando l’ambiente diventava favorevole.

“Non è noto se i primi bambini amnioti siano nati in uova di pergamena o come piccoli mangiatori di insetti vivi, ma questa protezione adattativa dei genitori ha dato loro il vantaggio rispetto alla deposizione delle uova dei precedenti tetrapodi”.



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