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 ricerca dimostra l’importante ruolo che i boschi hanno svolto sull’isola — ScienceDaily

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Gli ippopotami nani estinti che un tempo vagavano per il Madagascar vivevano nelle foreste piuttosto che nelle praterie aperte preferite dagli ippopotami comuni nell’Africa continentale, hanno scoperto i ricercatori dell’Università di Cincinnati.

I risultati suggeriscono che le praterie che ora ricoprono gran parte dell’enorme isola al largo della costa orientale dell’Africa meridionale siano state un cambiamento relativamente recente facilitato dalle persone piuttosto che un habitat naturale sostenuto in parte da questi famosi grandi vegetariani.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Piante, Persone, Pianeta.

Quando il Madagascar si separò dall’Africa continentale 150 milioni di anni fa, le sue piante e i suoi animali si sono evoluti in isolamento geografico nell’Oceano Indiano. Il Madagascar non aveva elefanti, giraffe, rinoceronti o altri grandi mammiferi come quelli che si trovano oggi sulla terraferma.

Ma aveva ippopotami.

Circa le dimensioni di una mucca, l’ippopotamo nano o malgascio era molto più piccolo del suo cugino di quattro tonnellate, l’ippopotamo comune. Anche così, l’ippopotamo malgascio era tra i più grandi animali terrestri dell’isola insieme ai coccodrilli del Nilo e all’enorme uccello elefante incapace di volare.

Questi ippopotami probabilmente assomigliavano agli odierni ippopotami pigmei segreti e in via di estinzione che si trovano nelle foreste e nelle paludi della Liberia e della Guinea dell’Africa occidentale, ha affermato Brooke Crowley, professoressa di geoscienze e antropologia della UC e autrice principale dello studio.

“Ecologicamente, pensiamo che gli ippopotami nani malgasci fossero molto vicini agli ippopotami pigmei che vivono nelle foreste dell’Africa occidentale”, ha detto Crowley.

Crowley e i suoi colleghi di ricerca hanno condotto un’analisi isotopica di carbonio e azoto stabili trovati nelle ossa di ippopotami nani malgasci estinti che vagavano per l’isola più di 1.000 anni fa. Questi isotopi, trovati nelle ossa degli animali, lasciano un’impronta digitale dei cibi che hanno mangiato. E questo fornisce indizi sui loro habitat preferiti.

I ricercatori hanno prelevato campioni dalle ossa di ippopotami nani nei musei insieme a quelli raccolti dal team sull’isola. Hanno scoperto che gli ippopotami nani non pascolano regolarmente sull’erba in habitat asciutti e aperti, anche nelle regioni oggi dominate dai prati. Preferivano invece le piante che si trovano nei paesaggi più umidi e boscosi. Ciò suggerisce che la foresta era più abbondante prima che le persone iniziassero a cambiare il paesaggio per coltivare piante coltivate, pascolare mucche e capre addomesticate e ottenere legna da ardere e materiali da costruzione.

Gli ippopotami comuni sulla terraferma amano l’erba. Il loro nome deriva dalle parole greche per “cavallo di fiume”. Ogni notte lasciano la sicurezza di fiumi e pozze d’acqua per trovare pascoli freschi, brucando l’erba come un cavallo, prima di tornare al mattino.

Ma l’analisi dei ricercatori ha scoperto che l’erba rappresentava solo una piccola parte della dieta degli ippopotami nani malgasci. Invece, si comportavano più come browser, nutrendosi di carici e foglie. Di conseguenza, gli ippopotami probabilmente hanno avuto poca influenza sul mantenimento o sull’espansione delle praterie dell’isola.

“Per anni abbiamo visto prove che questi animali non erano pascolatori”, ha detto Laurie Godfrey, coautore dello studio e professore emerito presso l’Università del Massachusetts Amherst.

Godfrey ha affermato che ci sono prove che suggeriscono che le persone abbiano causato l’estinzione degli ippopotami sull’isola quando hanno creato comunità permanenti e sono passati dalla caccia e raccolta all’allevamento di animali domestici e raccolti. Chiama la sua idea “Ipotesi del cambiamento di sussistenza”, che secondo lei è un’elaborazione di un’idea simile proposta per la prima volta dal noto archeologo Robert Dewar.

“Ci sono prove convergenti piuttosto convincenti che dimostrano che molti degli animali estinti sono scomparsi in un breve lasso di tempo che coincide con la transizione delle persone dalla caccia e raccolta alla pastorizia”, ​​ha detto Crowley della UC.

Crowley pensa che il ripristino delle foreste native sia la chiave per aiutare a conservare la fauna selvatica sull’isola. Sulla base del loro studio, le vaste praterie non erano un habitat critico, almeno per gli ippopotami dell’isola.

“Alcuni colleghi sostengono che le praterie sono antiche e che dobbiamo proteggerle e gestirle come facciamo con le foreste”, ha detto Crowley. “Direi che le foreste sono molto più importanti. Non stiamo sostenendo che le erbe non esistessero in passato, ma sottolineando che non ci sono prove di grandi praterie prive di alberi prima di circa 1.000 anni fa”.

È un punto che i ricercatori fanno anche nello studio.

“È chiaro che il Madagascar affronta una crisi di biodiversità molto più grande di quella che ha già sopportato. Prevenire questa crisi richiederà nuove azioni di conservazione”, ha concluso lo studio.

Lo studio è stato sostenuto da sovvenzioni della National Science Foundation, dell’African Regional Research Program Fulbright e della National Geographic Society.



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