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 & AmbienteRischi dell'aspartame: scoperti deficit di apprendimento e memoria dopo l'ingestione di aspartame

Rischi dell’aspartame: scoperti deficit di apprendimento e memoria dopo l’ingestione di aspartame

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Lavoro in corso da parte dei ricercatori del Florida State University College of Medicine su come l’aspartame influisce il cervello ha collegato il dolcificante artificiale con deficit di apprendimento e memoria nei topi.

Pradeep Bhide, eminente studioso titolare della cattedra di neuroscienze dello sviluppo presso il Dipartimento di Scienze Biomediche di Jim e Betty Ann Rodgers.

Pradeep Bhide, eminente studioso titolare della cattedra di neuroscienze dello sviluppo presso il Dipartimento di Scienze Biomediche di Jim e Betty Ann Rodgers. Credito immagine: Colin Hackley/FSU College of Medicine

La progenie di topi maschi che hanno consumato aspartame a livelli equivalenti a dosi molto inferiori a quelle ritenute sicure dalla Food and Drug Administration (FDA) statunitense, hanno dimostrato deficit di apprendimento spaziale e di memoria durante un’esposizione controllata di 16 settimane. Lo studio è pubblicato in Rapporti scientifici.

E mentre le recenti linee guida dell’Organizzazione Mondiale della Sanità sottolineano potenziali associazioni tra il consumo di aspartame e altri dolcificanti artificiali e un aumento del rischio di malattie metaboliche, malattie cardiovascolari e cancro, non hanno affrontato i potenziali effetti sulle capacità cognitive.

“Si tratta di una funzione cognitiva distinta dal comportamento ansioso, quindi gli effetti dell’aspartame sono molto più diffusi di quanto suggerito dall’articolo precedente”, ha affermato il coautore Pradeep Bhide, eminente studioso di neuroscienze dello sviluppo di Jim e Betty Ann Rodgers. presso il Dipartimento di Scienze Biomediche.

I dolcificanti artificiali, compreso l'aspartame, sono ampiamente utilizzati in molti tipi di prodotti alimentari.

I dolcificanti artificiali, compreso l’aspartame, sono ampiamente utilizzati in molti tipi di prodotti alimentari. Credito immagine: Anastasiia Chepinska tramite Unsplash, licenza gratuita

La ricerca più recente è un’estensione del lavoro prodotto dal Bhide Lab in uno studio pubblicato su Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze nel dicembre 2022, che collegava il consumo di aspartame all’ansia nei topi, con effetti che si estendevano fino a due generazioni.

“C’è una certa sovrapposizione in termini di apprendimento, memoria e ansia, nel senso che spesso c’è una componente emotiva nel nostro apprendimento”, ha detto Bhide. “Quando c’è un impatto emotivo, ricordi meglio. Ma questa è una funzione e una rete cerebrale abbastanza distinta.

“La seconda cosa che abbiamo notato qui, a differenza dell’ansia (ricerca), è che questa è andata avanti solo per una generazione. Non è stato riscontrato nei nipoti, solo nei figli [of the male mice]che è un’altra prova che questo tipo di trasmissioni si verificano a causa di cambiamenti epigenetici nello sperma”.

Cervello, cognizione, sensi: impressione artistica.

Cervello, cognizione, sensi – impressione artistica. Credito immagine: Geralt tramite Pixabay, licenza gratuita

Nel corso di 16 settimane, i modelli murini sono stati separati in tre gruppi: un gruppo di controllo che ha consumato solo acqua, un gruppo che ha ingerito il 7% dell’assunzione massima raccomandata dalla FDA di aspartame, equivalente a 2,8 once. bibite dietetiche al giorno – nella sua acqua, e un gruppo che ha ingerito il 15% di aspartame (4 bibite dietetiche da 8 once al giorno) nella sua acqua.

Questi sono gli stessi livelli di esposizione all’aspartame utilizzati dal Bhide Lab nella sua ricerca sull’ansia.

Tutti i modelli murini sono stati testati a intervalli di quattro, otto e 12 settimane in un labirinto a Y e di nuovo a 12 settimane in un labirinto di Barnes. In quest’ultimo, i topi imparano a trovare una scatola di fuga “sicura” tra 40 possibili scelte disposte in un’arena circolare.

I topi del gruppo di controllo senza aspartame hanno trovato rapidamente la scatola “sicura”. Coloro che hanno ingerito aspartame hanno impiegato molto più tempo per apprendere il compito.

“Stiamo vedendo che usano una strategia diversa, ma trovano la scatola di fuga”, ha detto il coautore Deirdre McCarthy, docente di ricerca presso il Dipartimento di Scienze Biomediche e il Centro per la Riparazione del Cervello. “Compensano in qualche modo.”

Secondo Bhide, la compensazione per superare i deficit di apprendimento e di memoria è significativa.

“Ancora una volta, possono funzionare, ma hanno bisogno di più tempo, o potrebbero aver bisogno di ulteriore aiuto”, ha detto, suggerendo che la FDA adotti una prospettiva più ravvicinata e multigenerazionale sugli effetti dell’aspartame”.

Fonte: Università statale della Florida



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