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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Salvare le tarme può essere importante tanto quanto salvare le api — ScienceDaily

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Gli impollinatori notturni come le falene possono visitare altrettante piante quante api e dovrebbero anche essere al centro degli sforzi di conservazione e protezione, suggerisce un nuovo studio dell’Università di Sheffield.

Lo studio ha rilevato che le falene sotto la pressione dell’urbanizzazione possono anche essere meno resistenti delle api, a causa del loro ciclo di vita più complesso e dei requisiti più specifici delle piante.

Ha anche rivelato che, nonostante questa minaccia, le falene svolgono un ruolo cruciale nel sostenere le comunità vegetali urbane, rappresentando un terzo di tutta l’impollinazione nelle piante da fiore, nei raccolti e negli alberi.

I ricercatori suggeriscono che durante la pianificazione o la riqualificazione delle aree urbane, sostenere l’introduzione di specie vegetali benefiche per le tarme, così come per le api, diventerà sempre più importante per la salute degli ecosistemi urbani.

La dott.ssa Emilie Ellis, autrice principale del Grantham Institute for Sustainable Futures dell’Università di Sheffield, e ora del Centro di ricerca per il cambiamento ecologico (REC) dell’Università di Helsinki, ha dichiarato: “Il nostro studio ha rilevato che nelle aree più urbanizzate la diversità del polline è trasportato da falene e api diminuisce, il che significa che gli impollinatori urbani potrebbero avere a disposizione meno risorse floreali.

“Poiché le falene e le api si affidano entrambe alle piante per sopravvivere, anche le popolazioni vegetali si affidano agli insetti per l’impollinazione. Proteggere gli spazi verdi urbani e garantire che siano sviluppati in modo tale da andare oltre la sola conservazione delle api, ma anche supportare una vasta gamma di fauna selvatica, assicurerà che le popolazioni di api e falene rimangano resilienti e che le nostre città rimangano luoghi più sani e più verdi”.

Nello studio, la dott.ssa Ellis e i suoi coautori hanno dimostrato che le api e le falene visitano comunità vegetali significativamente diverse. Insieme alle solite specie di fiori pallidi e profumati che le falene sono note per frequentare, lo studio ha mostrato che si è scoperto che le falene trasportano più polline di quanto si pensasse in precedenza e visitano più tipi di alberi e colture da frutto di quanto precedentemente identificato.

Nelle aree urbanizzate, a volte può esserci una sovrabbondanza di specie vegetali alloctone, o solo una riduzione complessiva della diversità delle specie vegetali; ciò può comportare minori interazioni tra insetti per specie vegetali meno attraenti, con effetti negativi sia sulle popolazioni di piante che di insetti.

Il dott. Ellis afferma che la ricerca dimostra quanto siano cruciali le falene nell’impollinazione delle piante, comprese le colture, e che lo studio ha implicazioni per iniziative di giardinaggio rispettose della fauna selvatica, urbanisti e responsabili politici responsabili dello sviluppo di spazi verdi urbani per parchi o orticoltura urbana.

Il dott. Ellis ha dichiarato: “Le persone in genere non apprezzano le falene, quindi spesso possono essere trascurate rispetto alle api quando si parla di protezione e conservazione, ma sta diventando evidente che è necessario uno sforzo molto più mirato per aumentare la consapevolezza dell’importante ruolo delle falene giocare nella creazione di ambienti sani, soprattutto perché sappiamo che le popolazioni di falene sono drasticamente diminuite negli ultimi 50 anni.

“Quando si pianificano gli spazi verdi, è necessario prestare attenzione per garantire che la semina sia diversificata e rispettosa delle tarme e delle api, per garantire che sia le nostre piante che gli insetti rimangano resilienti di fronte alla crisi climatica e a ulteriori perdite”.

Il dottor Stuart Campbell, della School of Biosciences dell’Università di Sheffield, e autore senior dello studio, ha dichiarato: “La maggior parte delle piante dipende dagli insetti per l’impollinazione, ma sapere quali insetti impollinano è in realtà una domanda davvero difficile a cui rispondere. Ci sono circa 250 specie di api nel Regno Unito, e sappiamo parecchio su alcune di queste specie, ma abbiamo anche oltre 2.500 specie di falene che visitano i fiori soprattutto di notte.Quindi, come ci si potrebbe aspettare, sappiamo molto meno su questi.

“Ciò che siamo stati in grado di fare in questo studio è utilizzare il sequenziamento del DNA per identificare il polline che rimane attaccato alle falene notturne quando visitano i fiori. Abbiamo scoperto che le falene probabilmente impollinano una serie di specie vegetali, molte delle quali selvatiche, che è improbabile che vengano impollinati dalle api e viceversa. È chiaro da questo studio che l’impollinazione è ottenuta tramite complesse reti di insetti e piante, e queste reti possono essere delicate e sensibili all’urbanizzazione. Possiamo anche scoprire quali specie di piante potrebbero essere le migliori fonti di cibo per diversi insetti, compresi quelli notturni come le falene adulte, e utilizzare queste informazioni per provvedere meglio a tutti i nostri impollinatori”.



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