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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Incendio e malattie che minacciano le piante santuario della fauna selvatica australiana

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Gli iconici alberi d’erba australiani, noti anche come yacca, sono resistenti, resistenti alla siccità e straordinariamente belli. Ora, una nuova ricerca ha rivelato un’altra caratteristica, molto più importante: la loro capacità di proteggere la fauna selvatica da condizioni meteorologiche estreme mortali.

Uno studio condotto dalla University of South Australia e dalla Kangaroo Island Research Station mostra che le gonne erbose lunghe, spesse e secche delle yacca aiutano a isolare gli animali dalle temperature letali in estate e in inverno, oltre a mantenerli asciutti.

Le temperature sotto le tettoie degli alberi d’erba in quattro siti nei Mt Lofty Ranges erano fino a 20 gradi più fresche che sotto il sole diretto in estate. In inverno, di notte, le condizioni erano significativamente più calde sotto le gonne erbose.

Si scopre che le specie vegetali iconiche… Xanthorrhoea semiplana sottospecie semiplana — funge anche da ombrello efficace, mantenendo il terreno completamente asciutto sotto l’80% degli yacca più grandi e vecchi durante settimane di forti piogge.

La ricercatrice capo, la dott.ssa Topa Petit, afferma che non sorprende che molte creature cerchino rifugio sotto le yacca, in particolare le specie più antiche con le gonne più larghe e spesse.

“Molte delle 29 specie di graminacee australiane sono note per ospitare ratti nativi, bandicoot minacciati, echidna e opossum pigmeo, tra gli altri animali selvatici”, afferma il dott. Petit.

“Le temperature superiori a 40 gradi possono essere letali per alcuni dei nostri animali selvatici, ma gli alberi erbosi forniscono temperature estremamente stabili con pochissime variazioni.

“La straordinaria capacità di queste piante erbacee di proteggere la fauna selvatica da estremi climatici mortali – oltre a fornire efficaci nascondigli dai predatori – rafforza la crescente evidenza che queste piante sono specie chiave di volta”.

Tuttavia, le yacca sulla terraferma e su Kangaroo Island si trovano ad affrontare molteplici minacce che potrebbero avere conseguenze drammatiche per la fauna selvatica, afferma il dottor Petit.

Il patogeno del suolo Phytophthora cinnamomi sta avendo un impatto devastante sulle graminacee, provocando diffusi deperimento. I programmi di riduzione del carburante, gli incendi estivi e il disboscamento stanno minacciando ulteriormente la loro sopravvivenza.

“La resistenza degli alberi d’erba agli incendi boschivi sembra essere sopravvalutata”, afferma il dottor Petit.

“Inoltre, anche se gli alberi d’erba non vengono uccisi dagli incendi, i loro strati molto vecchi e spessi di foglie morte bruciano, non lasciando riparo agli animali negli ambienti post-incendio.”

Nel 2022, il governo federale ha aggiunto i regimi antincendio che causano un calo della biodiversità all’elenco dei principali processi minacciosi.

“Storicamente, gli alberi d’erba venivano tagliati per l’agricoltura. Ora vengono tagliati o bruciati nei cosiddetti programmi di riduzione del carburante. Ricerche approfondite hanno dimostrato che questa pratica aumenta i carichi di carburante e secca il paesaggio.”

Il dottor Petit afferma che le yacca bruciate dal fuoco possono impiegare decenni per riacquistare il loro ruolo di rifugi efficaci e sono più suscettibili alle Phytophthora infestazioni.

“È importante che la gestione dell’habitat sia supportata da una solida ricerca e da un monitoraggio scientifico piuttosto che dall’isteria. Lo dobbiamo al futuro dei nostri ecosistemi.”



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