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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L’analisi indica che le microplastiche ingerite migrano nel grasso e negli organi delle balene — ScienceDaily

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Particelle di plastica microscopiche sono state trovate nei grassi e nei polmoni di due terzi dei mammiferi marini nello studio di uno studente laureato sulle microplastiche oceaniche. La presenza di particelle e fibre polimeriche in questi animali suggerisce che le microplastiche possono uscire dal tratto digestivo e depositarsi nei tessuti.

Lo studio, previsto per l’edizione del 15 ottobre di Inquinamento ambientaleapparso online questa settimana.

I danni che le microplastiche incorporate potrebbero causare ai mammiferi marini devono ancora essere determinati, ma la plastica è stata implicata da altri studi come possibili imitazioni ormonali e interferenti endocrini.

“Questo è un fardello extra oltre a tutto ciò che devono affrontare: cambiamento climatico, inquinamento, rumore, e ora non solo ingeriscono plastica e combattono con i grossi pezzi nello stomaco, ma vengono anche interiorizzati”, ha detto Greg Merrill Jr., uno studente laureato del quinto anno presso la Duke University Marine Lab. “Alcune parti della loro massa ora sono di plastica”.

I campioni in questo studio sono stati acquisiti da 32 animali spiaggiati o raccolti per sussistenza tra il 2000 e il 2021 in Alaska, California e North Carolina. Nei dati sono rappresentate dodici specie, tra cui una foca barbuta, che aveva anch’essa della plastica nei suoi tessuti.

Le materie plastiche sono attratte dai grassi – sono lipofile – e quindi si ritiene che siano facilmente attratte dal grasso, dal melone che produce il suono sulla fronte di una balena dentata e dai cuscinetti di grasso lungo la mascella inferiore che focalizzano il suono all’interno delle balene orecchie. Lo studio ha campionato questi tre tipi di grassi più i polmoni e ha trovato la plastica in tutti e quattro i tessuti.

Le particelle di plastica identificate nei tessuti variavano in media da 198 micron a 537 micron: un capello umano ha un diametro di circa 100 micron. Merrill sottolinea che, oltre a qualsiasi minaccia chimica rappresentata dalla plastica, i pezzi di plastica possono anche strappare e abradere i tessuti.

“Ora che sappiamo che la plastica è in questi tessuti, stiamo osservando quale potrebbe essere l’impatto metabolico”, ha detto Merrill. Per la fase successiva della sua ricerca di tesi, Merrill utilizzerà linee cellulari cresciute da tessuto di balena sottoposto a biopsia per eseguire test tossicologici su particelle di plastica.

Le fibre di poliestere, un comune sottoprodotto delle lavatrici, erano le più comuni nei campioni di tessuto, così come il polietilene, che è un componente dei contenitori per bevande. La plastica blu era il colore più comune trovato in tutti e quattro i tipi di tessuto.

Un articolo del 2022 su Nature Communications ha stimato, sulla base di concentrazioni note di microplastiche al largo della costa pacifica della California, che una balenottera azzurra che si nutre di filtri potrebbe inghiottire 95 libbre di rifiuti di plastica al giorno mentre cattura minuscole creature nella colonna d’acqua. Anche balene e delfini che predano pesci e altri organismi più grandi potrebbero accumulare plastica accumulata negli animali che mangiano, ha detto Merrill.

“Non abbiamo fatto i conti, ma la maggior parte delle microplastiche probabilmente passa attraverso l’intestino e viene defecata. Ma una parte di essa finisce nei tessuti degli animali”, ha detto Merrill.

“Per me, questo sottolinea solo l’ubiquità della plastica oceanica e la portata di questo problema”, ha detto Merrill. “Alcuni di questi campioni risalgono al 2001. Ad esempio, questo accade da almeno 20 anni.”

Questo lavoro è stato sostenuto dalla National Science Foundation, dalla North Carolina Wildlife Federation e dalla North Carolina Sea Grant (2018-2791-17).



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