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

7.2 C
Rome
domenica, Aprile 6, 2025
- Pubblicità -
notizieAmbienteLe inclinazioni e gli allungamenti del DNA sono alla base delle differenze...

Le inclinazioni e gli allungamenti del DNA sono alla base delle differenze nei tassi di mutazione tra i genomi – ScienceDaily

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.


Ogni cellula del corpo immagazzina le sue informazioni genetiche nel DNA in una forma stabile e protetta che è facilmente accessibile alla cellula per svolgere le sue attività. Tuttavia, le mutazioni – i cambiamenti nelle informazioni genetiche – si verificano in tutto il genoma umano e possono avere una forte influenza sulla salute e sull’evoluzione umana.

“Il nostro team è interessato a una domanda classica sulla mutazione: perché i tassi di mutazione nel genoma variano così enormemente da una posizione del DNA a un’altra? Semplicemente non abbiamo una chiara comprensione del motivo per cui ciò si verifica”, ha affermato il dott. Md. Abul Hassan Samee, assistente professore di fisiologia integrativa presso il Baylor College of Medicine e corrispondente autore del lavoro.

Precedenti studi hanno dimostrato che le sequenze di DNA che fiancheggiano una posizione mutata – il contesto della sequenza – svolgono un ruolo importante nel tasso di mutazione. “Ma questa spiegazione lascia ancora domande senza risposta”, ha detto Samee. “Ad esempio, un tipo di mutazione si verifica frequentemente in un contesto di sequenza specifico mentre un diverso tipo di mutazione si verifica raramente nello stesso contesto di sequenza. Quindi, pensiamo che un meccanismo diverso potrebbe spiegare come variano i tassi di mutazione nel genoma. Sappiamo che ogni elemento costitutivo o base che compone una sequenza di DNA ha la sua forma chimica 3D. Abbiamo proposto, quindi, che esista una connessione tra la forma del DNA e i tassi di mutazione, e questo documento dimostra che la nostra idea era corretta”.

Il codice genetico è “scritto” come una stringa di basi che è inoltre avvolta o sovraavvolta e vincolata in anelli, ognuno dei quali è noto per influenzare ogni aspetto dell’attività del DNA. Sorprendentemente, la maggior parte delle analisi del genoma tratta il DNA semplicemente come una stringa di basi e ignora il fatto che ogni base ha una forma.

“Abbiamo costruito un modello statistico utilizzando solo le informazioni strutturali del DNA, altrimenti ignorando i dati della sequenza”, ha detto il primo autore Zian Liu, uno studente laureato nel laboratorio Samee. “Abbiamo utilizzato il modello per individuare quali caratteristiche della forma del DNA, come allungamenti, torsioni o inclinazioni, sono alla base delle variazioni dei tassi di mutazione nel genoma umano. Sorprendentemente, abbiamo scoperto che sebbene il contesto della sequenza possa apparire molto diverso da una mutazione all’altra, il le proprietà strutturali sono notevolmente simili.”

“Abbiamo scoperto che l’allungamento – la distanza tra i blocchi di costruzione accoppiati nelle due stringhe di DNA che formano la doppia elica – è una delle principali proprietà strutturali che definisce se una posizione è mutabile”, ha detto Liu.

“Sebbene ci aspettassimo questi risultati, non ci aspettavamo che per tutti i tipi di mutazioni la stessa caratteristica strutturale del DNA, l’allungamento, sarebbe stata altrettanto importante nell’influenzare il tasso di mutazione”, ha detto Samee. “L’inclinazione del DNA è stata la seconda caratteristica strutturale che ha maggiormente influenzato il tasso di mutazione di tutti i tipi. Abbiamo confermato che la forma del DNA è importante nelle regioni funzionalmente rilevanti del genoma umano, come i siti di legame proteina-DNA che regolano l’espressione genica, e che questo meccanismo strutturale è conservato in molte specie.”

I modelli a forma di DNA dei tassi di mutazione sviluppati da Liu e Samee hanno mostrato prestazioni simili o migliorate rispetto ai modelli basati sulla sequenza e agli hotspot di mutazione accuratamente caratterizzati. Questo studio supporta la considerazione della forma del DNA quando si studiano i meccanismi delle variazioni del tasso di mutazione nel genoma umano.

La dottoressa Lynn Zechiedrich, professoressa di virologia molecolare e microbiologia al Baylor e non autrice dell’articolo, osserva: “Sono così eccitata da questo progresso di Liu e Samee. Naturalmente, il DNA è più di una semplice stringa di lettere, quindi gli strumenti di analisi genomica che lo trattano come tale mancano”.

“Negli ultimi 20 anni, il genoma umano è stato visto come una sequenza lineare di elementi costitutivi. Ma studi come il nostro e altri dimostrano che il DNA è molto più di questo; ha una struttura 3D che ha un significato importante”, ha detto Samee. “Un significato che è molto coerente quando si tratta di spiegare la variazione dei tassi di mutazione ed è probabilmente conservato tra le specie”.

Il finanziamento iniziale di Baylor ha fornito supporto a questo studio.



Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com

- 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.