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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Dolce Vittoria: il sensore rileva l’adulterazione nel miele

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L’adulterazione è un’amara verità nel dolce mondo del miele. Mentre i consumatori cercano il nettare della natura per la sua purezza e i suoi benefici per la salute, un’industria oscura contamina questo elisir dorato con additivi nascosti, più comunemente acqua.

I metodi standard di rilevamento dell’adulterazione del miele sono costosi e hanno metodi operativi complicati o una bassa precisione di rilevamento.

In Revisione degli strumenti scientifici, di AIP Publishing, un team di scienziati dell’Università di aeronautica e astronautica di Nanchino e dell’Università di tecnologia di Hebei ha sviluppato uno strumento con sensore risonatore planare a microstriscia a microonde per rilevare l’adulterazione dell’acqua nel miele. Lo strumento è compatto, economico e facilmente fabbricabile.

Il sensore risonatore di linea a microstriscia è fabbricato su un substrato dielettrico, ovvero un isolante in grado di supportare in modo efficiente campi elettrostatici, come ceramica o vetro. In cima ci sono tre sottili strisce di rame separate da due spazi vuoti. La lunghezza della striscia centrale e l’intensità del campo elettrico negli spazi vuoti determinano la frequenza di risonanza del dispositivo.

“Quando aggiungiamo acqua al miele, cambia il modo in cui il campo elettromagnetico si comporta attorno ad esso”, ha detto l’autore Zhen Li. “Quando inserito nel sensore, il miele adulterato sposta la frequenza di risonanza del sensore. Misurando questo spostamento, possiamo rilevare l’adulterazione dell’acqua nel miele.”

Il team ha testato campioni di miele con un contenuto di acqua variabile. Hanno scoperto che la frequenza di risonanza del sensore diminuisce costantemente con l’aumento del contenuto di acqua aggiunta.

“Quando scelgo un prodotto a base di miele, i miei familiari si chiedono sempre se sia autentico o meno”, ha detto Li. “Questo sensore fornisce un metodo conveniente ed efficiente per l’industria alimentare per garantire l’autenticità del miele.”

Il dispositivo ispira ulteriori applicazioni nell’analisi dei liquidi, in settori come il controllo della qualità alimentare, i prodotti farmaceutici e petrolchimici, per rilevare impurità o cambiamenti di composizione, facendo potenzialmente avanzare la tecnologia di rilevamento.

“Il nostro obiettivo è estendere la nostra ricerca per rilevare l’adulterazione in altri prodotti liquidi e sviluppare sensori più sensibili per applicazioni più ampie nel controllo di qualità e nella sicurezza alimentare”, ha affermato Li, “a partire dall’impatto della temperatura sulle prestazioni del nostro sensore”.

Grazie alla dedizione di scienziati come quelli dietro questo efficiente sensore, possiamo guardare avanti verso un futuro in cui il miele nei nostri barattoli rimarrà incontaminato e puro come previsto dalle api.



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