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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Uno studio rivela la distruzione umana delle pianure alluvionali globali

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Uno studio dell’idrologo dell’Università del Texas ad Arlington nel Natura rivista Dati scientifici fornisce la prima stima globale della distruzione umana delle pianure alluvionali naturali. Lo studio può aiutare a guidare lo sviluppo futuro in modo da ripristinare e conservare gli habitat vitali delle pianure alluvionali che sono fondamentali per la fauna selvatica, la qualità dell’acqua e la riduzione del rischio di inondazioni per le persone.

Adnan Rajib, professore assistente presso il Dipartimento di ingegneria civile dell’UT Arlington, è stato l’autore principale dello studio pubblicato, “Alterazioni umane delle pianure alluvionali globali”. Il suo studente di dottorato, Qianjin Zheng, ha svolto un ruolo significativo nello sviluppo della ricerca.

gli scienziati dell’EPA (Environmental Protection Agency) statunitense Charles Lane, Heather Golden e Jay Christensen; Itohaosa Isibor della Texas A&M University-Kingsville; e Kris Johnson di The Nature Conservancy hanno collaborato allo studio. Il lavoro è stato finanziato dalla NASA e dalla National Science Foundation.

“La conclusione è che il mondo corre un rischio di inondazioni maggiore di quanto pensassimo, soprattutto considerando l’effetto che lo sviluppo umano ha avuto sulle pianure alluvionali”, ha detto Rajib. “In 27 anni, tra il 1992 e il 2019, il mondo ha perso la drammatica cifra di 600.000 chilometri quadrati di pianure alluvionali a causa dei disturbi umani, che includono lo sviluppo delle infrastrutture, la costruzione di industrie e imprese e l’espansione dell’agricoltura”.

Il team ha utilizzato dati di telerilevamento satellitare e analisi geospaziali per studiare 520 principali bacini fluviali del mondo, scoprendo modelli spaziali e tendenze precedentemente sconosciuti delle alterazioni delle pianure alluvionali umane.

“La mappatura delle pianure alluvionali del mondo è relativamente nuova. Sebbene vi sia una crescente consapevolezza di mappare accuratamente le pianure alluvionali e di comprendere i rischi di alluvioni, il tentativo di mappare i disturbi umani in quelle pianure alluvionali su scala globale non è mai esistito”, ha affermato Rajib, che è anche il direttore del progetto. Laboratorio di innovazione idrologica e idroinformatica dell’UT Arlington. “È stato fatto in regioni più piccole del mondo e certamente negli Stati Uniti e in Europa, ma non in regioni del mondo povere di dati.”

Lo studio conclude che gli habitat delle zone umide sono in pericolo e che un terzo della perdita globale totale di zone umide delle pianure alluvionali si è verificata in Nord America. Rajib ha affermato che l’entità del rischio per le pianure alluvionali è molto più ampia di quanto si pensasse in precedenza. Lui e il team hanno esaminato le immagini satellitari di quelle aree di pianura alluvionale scattate negli ultimi 27 anni.

“Volevamo esaminare le pianure alluvionali a livello di quartiere”, ha detto Zheng. “Volevamo vedere l’impatto dello sviluppo su qualcuno che vive adiacente o vicino a una pianura alluvionale. Alcuni dei cambiamenti in queste immagini sono positivi, come quando vengono piantati alberi o costruiti parchi. Ma molte immagini rivelano risultati inquietanti. Per Ad esempio, abbiamo assistito a un drammatico aumento nello sviluppo di parcheggi o nella costruzione di edifici senza adeguate quote di deflusso delle acque piovane.”

Johnson, coautore dell’articolo, ha affermato che “in tutto il mondo, le pianure alluvionali sono punti caldi della biodiversità che forniscono anche un’ampia gamma di servizi ecosistemici alle persone. Ci auguriamo che questo studio faccia luce su questo habitat critico che stiamo perdendo, nonché sui modi in cui che possiamo invertire la tendenza.”

Melanie Sattler, presidente e professoressa del Dipartimento di Ingegneria Civile, ha affermato che questo studio dovrebbe fornire ai pianificatori uno strumento vitale per ridurre i rischi di inondazioni per le persone.

“Il lavoro di Rajib può essere il nostro obiettivo per aiutare a guidare lo sviluppo futuro al fine di ridurre la suscettibilità alle inondazioni in un clima che cambia”, ha affermato Sattler. “E, in alcuni casi, speriamo che questo studio possa aiutarci a correggere gli errori che abbiamo commesso attraverso le passate decisioni di sviluppo.”



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