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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notizieAmbienteUna prima storia d'amore umana orchestrata dal clima -- ScienceDaily

Una prima storia d’amore umana orchestrata dal clima — ScienceDaily

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Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Scienza da un team internazionale rileva che i cambiamenti passati nella CO atmosferica2 e i corrispondenti cambiamenti nel clima e nella vegetazione hanno svolto un ruolo chiave nel determinare quando e dove le prime specie umane si sono incrociate.

L’uomo di oggi porta nelle proprie cellule una piccola quantità di DNA derivante da altre specie umane, ovvero i Neanderthal e gli elusivi Denisovani. Nel 2018, gli scienziati hanno annunciato al mondo la scoperta di un individuo, in seguito soprannominato Denny, vissuto 90.000 anni fa e che è stato identificato come figlia di un padre denisoviano e di una madre di Neanderthal[Slon et al. 2018]. Denny, insieme ad altri individui di discendenza mista trovati nella grotta di Denisova, testimonia che l’incrocio era probabilmente comune tra gli ominidi e non limitato alla nostra stessa specie Homo sapiens.

Per svelare quando e dove ha avuto luogo l’ibridazione umana, gli scienziati di solito si affidano all’analisi paleogenomica di esemplari fossili estremamente rari e al loro contenuto di DNA antico ancora più scarso. Nel nuovo Scienza articolo, il team di esperti del clima e paleobiologi della Corea del Sud e dell’Italia ha seguito un approccio diverso. Utilizzando prove paleoantropologiche esistenti, dati genetici e simulazioni al supercomputer del clima passato, il team ha scoperto che i Neanderthal e i Denisoviani avevano preferenze ambientali diverse. Più specificamente, i Denisovani erano molto più adattati agli ambienti freddi, caratterizzati da foreste boreali e persino tundra, rispetto ai loro cugini di Neanderthal che preferivano foreste temperate e praterie. “Ciò significa che i loro habitat preferiti erano separati geograficamente, con i Neanderthal che in genere preferivano l’Eurasia sudoccidentale e i Denisoviani il nord-est”, afferma il dott. Jiaoyang Ruan, ricercatore post-dottorato presso l’IBS Center for Climate Physics (ICCP), Corea del Sud e autore principale dello studio studio.

Tuttavia, secondo le loro realistiche simulazioni al computer, gli scienziati hanno scoperto che nei caldi periodi interglaciali, quando l’orbita della Terra intorno al Sole era più ellittica e l’estate dell’emisfero settentrionale si avvicinava al Sole, gli habitat degli ominidi iniziarono a sovrapporsi geograficamente. “Quando Neanderthal e Denisova condividevano un habitat comune, c’erano più incontri e interazioni tra i gruppi, il che avrebbe aumentato la possibilità di incroci”, aggiunge il prof. Axel Timmermann, corrispondente autore dello studio e direttore dell’ICCP e professore a Pusan. Università Nazionale.

La simulazione delle passate sovrapposizioni di habitat non solo colloca l’ibrido Neanderthal/Denisovan di prima generazione Denny in un contesto climatico, ma concorda anche con altri episodi noti di incroci ~78, 120 mila anni fa. Le future ricostruzioni paleogenetiche possono essere utilizzate per testare la robustezza delle nuove previsioni basate su modelli di supercomputer di potenziali intervalli di incroci tra 210 e 320 mila anni fa.

Per determinare ulteriormente i driver climatici dell’altalena degli incroci est-ovest, gli scienziati hanno osservato più da vicino come sono cambiati i modelli di vegetazione in Eurasia negli ultimi 400 mila anni. Hanno scoperto che la CO atmosferica elevata2 le concentrazioni e le miti condizioni interglaciali hanno causato un’espansione verso est della foresta temperata nell’Eurasia centrale che ha creato corridoi di dispersione per i Neanderthal nelle terre di Denisova. “È come se i cambiamenti climatici glaciali-interglaciali creassero il palcoscenico per una storia d’amore umana unica e duratura, le cui tracce genetiche sono ancora visibili oggi”, commenta il dott. Ruan.

Una delle sfide principali affrontate dai ricercatori nel loro studio è stata quella di stimare le condizioni climatiche preferite per i Denisovani. “Per gestire il set di dati denisoviano molto scarso, abbiamo dovuto ideare nuovi strumenti statistici, che potessero anche tenere conto delle relazioni ancestrali note tra le specie umane”, afferma il prof. Pasquale Raia dell’Università di Napoli, Federico II in Italia, coautore di lo studio. “Questo ci ha permesso per la prima volta di stimare dove avrebbero potuto vivere i Denisoviani. Con nostra sorpresa, abbiamo scoperto che, a parte le aree in Russia e Cina, anche il nord Europa sarebbe stato un ambiente adatto per loro”, aggiunge.

Non è noto se i Denisoviani siano mai vissuti a ovest dei monti Altai; ma può essere testato utilizzando analisi genetiche su grandi campioni di ascendenza denisoviana nelle popolazioni europee. Tale analisi dovrebbe gettare nuova luce sulla relazione tra dispersione precoce, invasione dell’habitat e diversificazione genetica umana.



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