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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Scienze & AmbienteI raggi X ci dicono di più sulle origini delle rocce visitate...

I raggi X ci dicono di più sulle origini delle rocce visitate nello spazio

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Lo suggerisce un nuovo studio Raggi X potrebbe essere la chiave per comprendere gli oggetti interstellari che visitano il nostro sistema solare.

Un gruppo di ricerca guidato da un astronomo di Yale ha qualche consiglio per il nostro prossimo incontro ravvicinato con un oggetto interstellare errante. Controlla le sue radiografie mentre esci.

Un oggetto interstellare.

Un oggetto interstellare. Illustrazione di Samuel Cabot, Università di Yale

Dal 2017, quando una misteriosa roccia spaziale conosciuta come ‘Oumuamua è stata avvistata mentre attraversava il sistema solare terrestre, i ricercatori sono diventati sempre più consapevoli della probabilità che gli oggetti interstellari attraversino il sistema solare con una certa regolarità.

Ma non c’è consenso sulla composizione e sulle origini di questi oggetti.

Gli astronomi sono particolarmente interessati a sapere se i prossimi oggetti interstellari accelerano mentre lasciano il sistema solare, come ha fatto ‘Oumuamua.

Ecco perché: questa stessa “accelerazione anomala” si verifica anche quando una cometa ghiacciata viene riscaldata dal sole. Ciò ha portato alcuni astronomi a suggerire che ‘Oumuamua e altre rocce spaziali in visita siano composte da ghiaccio esotico.

Ma c’è un problema con questa nozione. Se gli oggetti interstellari accelerassero perché sono fatti di ghiaccio e poi iniziassero a sciogliersi quando sono vicini al Sole, dietro di loro ci sarebbe una scia di gas (come vapore acqueo o anidride carbonica). Tuttavia telescopi all’avanguardia come il telescopio spaziale Hubble e il telescopio spaziale Spitzer non hanno individuato alcun gas attorno a ’Oumuamua.

Rappresentazione artistica di 'Oumuamua.

Rappresentazione artistica di ‘Oumuamua. Credito immagine: ESO/M. Kornmesser

È un puzzle che ha diviso la comunità scientifica in due campi generali. Alcuni dicono che ‘Oumuamua fosse fatto di un ghiaccio esotico invisibile nella sua forma gassosa alla maggior parte dei telescopi, mentre altri suggeriscono che ‘Oumuamua fosse insolitamente leggero, permettendogli di essere “spinto” leggermente dalla minuscola pressione della luce solare.

In ogni caso, non c’è mai stato un esempio comprovato di un simile oggetto nel sistema solare terrestre.

Ma un nuovo studio condotto da Samuel Cabot, che ha conseguito il dottorato di ricerca. in astronomia a Yale all’inizio di quest’anno, offre un possibile modo per ottenere alcune risposte. Cabot e i suoi collaboratori affermano che i raggi X potrebbero essere la chiave per comprendere gli oggetti interstellari.

Lo studio è stato accettato dall’Astrophysical Journal.

I telescopi a raggi X saranno fondamentali quando un oggetto come ‘Oumuamua si presenterà di nuovo sulla nostra strada”, ha affermato Cabot, che inizierà una posizione post-dottorato presso l’Università di Cambridge in ottobre.

“Se vediamo i raggi X, allora una nuvola di gas circonda l’oggetto e la sublimazione probabilmente alimenta l’accelerazione anomala. Se non vediamo i raggi X, allora potrebbero essere in gioco altri fenomeni fisici”.

La teoria si basa sul vento solare, responsabile dell’aurora boreale sulla Terra. Il “vento” è un flusso ad alta velocità di particelle ionizzate. Quando questi ioni raggiungono un gas freddo, rubano elettroni, emettendo raggi X e fotoni UV mentre gli elettroni scendono a cascata sotto forma di energia.

Fondamentalmente, questo processo avviene con molti tipi di gas, anche quelli invisibili nell’ottico o nell’infrarosso.

In genere, i raggi X forniscono la diagnostica degli ambienti più estremi, come il gas caldo attorno ai buchi neri”, ha affermato Q. Daniel Wang, astronomo di raggi X e professore all’Università del Massachusetts, Amherst e coautore dello studio. “Ma possono anche essere usati per sondare pianeti e oggetti potenzialmente interstellari”.

In effetti, comete e pianeti come Venere, Marte e Giove emettono raggi X, non direttamente, ma piuttosto a causa del vento solare che collide con le loro atmosfere.

Cabot e i suoi coautori vogliono testare la loro teoria osservando nuovi oggetti interstellari con l’aiuto di nuovi strumenti attualmente in costruzione.

Il prossimo Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time (LSST) ci darà un aumento senza precedenti della sensibilità nel rilevamento di questi oggetti transitori, offrendoci un aumento di ordini di grandezza nella sensibilità e una copertura quasi notturna dell’intero emisfero meridionale”, ha affermato il co-autore dello studio. autore Darryl Seligman, ex Ph.D. di Yale. studente che è ricercatore presso la Cornell University.

“Abbiamo stimato che l’LSST identificherà una manciata di intrusi interstellari ogni anno”.

La ricerca di Yale è stata cruciale per comprendere gli oggetti interstellari, inclusi sfatare le teorie sull’origine artificialemostrando ‘Oumuamua potrebbe essere stato un iceberg di idrogeno, fotografare una cometa interstellareE stimare il numero totale di oggetti interstellari nella galassia.

Con le osservazioni a raggi X, potremmo semplicemente risolvere il mistero degli oggetti interstellari simili a ‘Oumuamua e, a sua volta, rivelare alcune nuove intuizioni su come si formano i pianeti”, ha detto Cabot.

Fonte: Università di Yale



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