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.

Da un’altra testata giornalistica news de www.europeantimes.news

19.1 C
Rome
venerdì, Aprile 4, 2025
- Pubblicità -
NewsOrigini della fusione di buchi neri in galassie come la nostra

Origini della fusione di buchi neri in galassie come la nostra

INFORMATIVA: Alcuni degli articoli che pubblichiamo provengono da fonti non in lingua italiana e vengono tradotti automaticamente per facilitarne la lettura. Se vedete che non corrispondono o non sono scritti bene, potete sempre fare riferimento all'articolo originale, il cui link è solitamente in fondo all'articolo. Grazie per la vostra comprensione.

I buchi neri di massa stellare sono oggetti celesti nati dal collasso di stelle con masse da poche a poche centinaia di volte quella del nostro sole. Il loro campo gravitazionale è così intenso che né la materia né la radiazione possono eluderli, rendendone estremamente difficile l’individuazione.

Pertanto, quando le minuscole increspature nello spazio-tempo prodotte dalla fusione di due buchi neri sono state rilevate nel 2015 dal Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO), è stato salutato come un momento di svolta.

Secondo gli astrofisici, i due buchi neri che si fondevano all’origine del segnale erano circa 30 volte la massa del Sole e si trovavano a 1,5 miliardi di anni luce di distanza.

Teoria del ponte e osservazione

Quali meccanismi producono questi buchi neri? Sono il prodotto dell’evoluzione di due stelle, simili al nostro sole ma significativamente più massicce, che si evolvono all’interno di un sistema binario? O derivano da buchi neri in ammassi stellari densamente popolati che si incontrano per caso? O potrebbe essere coinvolto un meccanismo più esotico? Tutte queste domande sono ancora oggetto di accesi dibattiti oggi.

La collaborazione POSYDON, un team di scienziati di istituzioni tra cui la Northwestern, l’Università di Ginevra (UNIGE) e l’Università della Florida (UF), ha fatto passi da gigante nella simulazione di popolazioni di stelle binarie. Questo lavoro sta aiutando a fornire risposte più accurate e a riconciliare le previsioni teoriche con i dati osservativi.

“Poiché è impossibile osservare direttamente la formazione dei buchi neri binari in fusione, è necessario fare affidamento su simulazioni che riproducano le loro proprietà osservative”, ha affermato Simone Bavera, ricercatore post-dottorato presso il dipartimento di astronomia della Facoltà di Scienze dell’UNIGE e autore principale dello studio.

“Lo facciamo simulando i sistemi stellari binari dalla loro nascita fino alla formazione dei sistemi binari di buchi neri”.

La concezione di un artista mostra due buchi neri che si fondono simili a quelli rilevati da LIGO.

La concezione di un artista mostra due buchi neri che si fondono simili a quelli rilevati da LIGO. Credito: Aurore Simonnet/LIGO-Caltech-MIT-Stato di Sonoma

Superare i limiti della simulazione

Interpretare le origini della fusione di buchi neri binari, come quella osservata nel 2015, richiede di confrontare le previsioni del modello teorico con le osservazioni reali. La tecnica utilizzata per modellare questi sistemi è nota come “sintesi binaria della popolazione”.

“Questa tecnica simula l’evoluzione di decine di milioni di sistemi stellari binari al fine di stimare le proprietà statistiche della risultante popolazione sorgente di onde gravitazionali”, ha affermato Anastasios Fragkos, assistente professore nel dipartimento di astronomia presso la Facoltà di Scienze dell’UNIGE.

“Tuttavia, per raggiungere questo obiettivo in un lasso di tempo ragionevole, i ricercatori si sono finora affidati a modelli che utilizzano metodi approssimati per simulare l’evoluzione delle stelle e le loro interazioni binarie”, ha affermato. “Quindi, l’eccessiva semplificazione della fisica stellare singola e binaria porta a previsioni meno accurate”.

POSYDON ha superato questi limiti. Progettato come software open source, sfrutta un’ampia libreria precalcolata di simulazioni dettagliate di stelle singole e binarie per prevedere l’evoluzione di sistemi binari isolati.

Ciascuna di queste simulazioni dettagliate potrebbe richiedere fino a 100 ore di unità di elaborazione centrale (CPU) per essere eseguita su un supercomputer, rendendo questa tecnica di simulazione non direttamente applicabile per la sintesi binaria della popolazione.

“Tuttavia, precalcolando una libreria di simulazioni che copre l’intero spazio dei parametri delle condizioni iniziali, POSYDON può utilizzare questo ampio set di dati insieme a metodi di apprendimento automatico per prevedere l’evoluzione completa dei sistemi binari in meno di un secondo”, ha affermato Jeffrey Andrews, assistente professore nel dipartimento di fisica dell’UF.

“Questa velocità è paragonabile a quella dei codici di sintesi rapida della popolazione della generazione precedente, ma con una precisione migliorata”.

Presentazione di un nuovo modello

POSIDONEun importante progetto di sviluppo del codice, sta per P.Opopolazione SIntesi con Dsimulati dettagliati di evoluzione binariaSUS. Kalogera e Tassos Fragos, un ex dottorato di ricerca. studenti del gruppo di Kalogera, sono co-principali ricercatori del progetto, iniziato alla Northwestern nel 2019 con il sostegno della Gordon and Betty Moore Foundation e della Swiss National Science Foundation.

Fragos, ora all’Università di Ginevra, è coautore dello studio. L’Università della Florida ha aderito alla collaborazione quest’anno.

I modelli precedenti sovrastimavano alcuni aspetti, come l’espansione delle stelle massicce, che influisce sulla loro perdita di massa e sulle interazioni binarie. Questi elementi sono gli ingredienti chiave che determinano le proprietà della fusione dei buchi neri.

Grazie a simulazioni dettagliate della struttura stellare e dell’interazione binaria completamente autoconsistenti, POSYDON ottiene previsioni più accurate sulla fusione delle proprietà dei buchi neri binari come le loro masse e gli spin.

Il team di ricerca sta attualmente sviluppando una nuova versione di POSYDON, che includerà una libreria più ampia di simulazioni stellari e binarie dettagliate, in grado di simulare le binarie in una gamma più ampia di tipi di galassie.

Fonte: Università nordoccidentale

Originalmente pubblicato su The European Times.

- Pubblicità -
- Pubblicità -Newspaper WordPress Theme

Contenuti esclusivi

Iscriviti oggi

OTTENERE L'ACCESSO ESCLUSIVO E COMPLETO AI CONTENUTI PREMIUM

SOSTENERE IL GIORNALISMO NON PROFIT

Get unlimited access to our EXCLUSIVE Content and our archive of subscriber stories.

- Pubblicità -Newspaper WordPress Theme

Articoli più recenti

Altri articoli

- Pubblicità -Newspaper WordPress Theme

INFORMATIVA: Alcuni degli articoli che pubblichiamo provengono da fonti non in lingua italiana e vengono tradotti automaticamente per facilitarne la lettura. Se vedete che non corrispondono o non sono scritti bene, potete sempre fare riferimento all'articolo originale, il cui link è solitamente in fondo all'articolo. Grazie per la vostra comprensione.