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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Come rallentare la diffusione dei “superbatteri” mortali

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Sfruttare i nuovi progressi nella tecnologia di sorveglianza genomica potrebbe aiutare a rilevare l’aumento di “superbatteri” mortali e rallentarne l’evoluzione e la diffusione, migliorando i risultati sulla salute globale, suggerisce un nuovo studio australiano.

La resistenza antimicrobica si verifica quando batteri, virus, funghi e parassiti cambiano nel tempo e non rispondono più ai farmaci e alle sostanze chimiche che utilizziamo per ucciderli. Questi “superbatteri” rendono le infezioni più difficili da trattare e aumentano il rischio di diffusione della malattia, di malattie gravi e di morte.

Senza un intervento significativo, si stima che i decessi annuali globali legati alla resistenza antimicrobica raggiungeranno i 10 milioni entro il 2050, con i paesi a basso e medio reddito a sostenere il peso maggiore.

Il nuovo studio, Sorveglianza genomica per la resistenza antimicrobica – una prospettiva One Health, pubblicato nel La natura esamina la geneticaevidenzia la necessità di un approccio articolato “One Health” alla sorveglianza della resistenza antimicrobica nell’ambiente.

La ricerca è stata condotta dall’illustre professore Steven Djordjevic dell’Istituto australiano di microbiologia e infezione dell’Università di Tecnologia di Sydney, insieme a ricercatori dell’Università di Melbourne e dell’Università dell’Australia Meridionale.

“La resistenza antimicrobica è una minaccia complessa e globale che richiede una collaborazione su larga scala, coordinata e interdisciplinare per essere affrontata”, ha affermato il professor Djordjevic.

“Comprendere l’evoluzione, l’emergenza e la diffusione della resistenza antimicrobica all’interno e tra gli esseri umani, gli animali, le piante e gli ambienti naturali è fondamentale per mitigare gli impatti colossali associati a questo fenomeno”.

L’uso del tracciamento genomico durante la pandemia di Covid-19 ha fornito informazioni sul potenziale delle tecnologie genomiche per monitorare lo sviluppo e la diffusione di geni e mutazioni antimicrobici.

“La resistenza antimicrobica può verificarsi quando i microrganismi acquisiscono informazioni genetiche, tramite mutazione, ricombinazione o trasferimento di geni di resistenza agli antibiotici dal pool genetico batterico”, ha affermato la professoressa Erica Donner dell’Università dell’Australia Meridionale.

“Le tecnologie genomiche, combinate con l’intelligenza artificiale e l’apprendimento automatico, sono potenti piattaforme per determinare le tendenze della resistenza. Possono identificare i casi in cui i microbi e il loro materiale genetico si spostano tra ambienti diversi, valutando l’impatto delle strategie di intervento.

“L’evoluzione della resistenza antimicrobica è un processo complesso che comprende l’uso eccessivo e improprio di antibiotici, metalli e disinfettanti in medicina e agricoltura, nonché standard ampiamente variabili di acqua, servizi igienico-sanitari e igiene”.

Il documento è un invito all’azione per i politici, evidenziando la necessità di istituire programmi nazionali di sorveglianza genomica che coprano la salute umana, la salute degli animali, l’agricoltura, i settori della gestione alimentare e ambientale e di condividere i dati a livello nazionale e internazionale.

“L’utilizzo della tecnologia della genomica microbica nel contesto di un’efficace integrazione dei dati intersettoriali migliorerà la comprensione dell’emergenza e della diffusione della resistenza antimicrobica all’interno e attraverso questi settori e identificherà interventi mirati”, ha affermato il professor Ben Howden dell’Università di Melbourne.

I ricercatori forniscono raccomandazioni pratiche per implementare strategie di sorveglianza e mitigazione basate sulla genomica e sottolineano la necessità di soluzioni eque che consentano l’integrazione di partner provenienti da paesi a reddito medio e basso.

Le raccomandazioni includono:

  • Istituzione di un programma nazionale di sorveglianza della resistenza antimicrobica One Health che incorpori la genomica
  • Aumentare la consapevolezza e l’educazione sulla resistenza antimicrobica e promuovere la collaborazione
  • Migliorare la capacità dei laboratori nei paesi a basso e medio reddito
  • Incoraggiare la ricerca e l’innovazione
  • Rafforzare la regolamentazione e la supervisione in agricoltura
  • Migliorare la gestione degli antibiotici

“La natura evolutiva della resistenza antimicrobica la rende una minaccia in costante cambiamento ed evoluzione. Non esiste una soluzione semplice, ma la sorveglianza genomica continua può aiutarci a comprendere meglio e mitigare questa sfida sanitaria globale”, ha affermato il professor Djordjevic.



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