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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Lo scioglimento della superficie della calotta glaciale sta accelerando in Groenlandia e rallentando in Antartide

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Secondo i ricercatori dell’Università della California, Irvine e dell’Università di Utrecht nei Paesi Bassi, il ghiaccio superficiale in Groenlandia si è sciolto a un ritmo crescente negli ultimi decenni, mentre in Antartide la tendenza si è mossa nella direzione opposta.

Per un articolo pubblicato di recente sulla rivista American Geophysical Union Lettere di ricerca geofisica, gli scienziati hanno studiato il ruolo del Foehn e dei venti catabatici, raffiche discendenti che portano l’aria calda e secca a contatto con le cime dei ghiacciai. Hanno affermato che lo scioglimento della calotta glaciale della Groenlandia correlato a questi venti è aumentato di oltre il 10% negli ultimi 20 anni; l’impatto dei venti sulla calotta glaciale antartica è diminuito del 32%.

“Abbiamo utilizzato simulazioni di modelli climatici regionali per studiare le calotte glaciali in Groenlandia e Antartide, e i risultati hanno mostrato che i venti discendenti sono responsabili di una quantità significativa di scioglimento superficiale delle calotte glaciali in entrambe le regioni”, ha affermato il coautore Charlie Zender, professore dell’UCI. della scienza del sistema Terra. “Lo scioglimento della superficie porta al deflusso e all’idrofrattura della piattaforma di ghiaccio che aumenta il flusso di acqua dolce verso gli oceani, causando l’innalzamento del livello del mare.”

Sebbene l’impatto dei venti sia sostanziale, ha affermato, i distinti comportamenti del riscaldamento globale negli emisferi settentrionale e meridionale stanno causando risultati contrastanti nelle regioni.

In Groenlandia, lo scioglimento superficiale causato dal vento è aggravato dal fatto che la massiccia isola “diventa così calda che la sola luce solare (senza vento) è sufficiente a scioglierla”, secondo Zender. La crescita del 10% dello scioglimento causato dal vento, combinato con le temperature dell’aria superficiale più calde, ha comportato un aumento del 34% dello scioglimento totale del ghiaccio superficiale. Attribuisce questo risultato in parte all’influenza del riscaldamento globale sull’oscillazione del Nord Atlantico, un indice della differenza di pressione a livello del mare. Lo spostamento della NAO in una fase positiva ha portato a una pressione inferiore alla norma alle alte latitudini, introducendo aria calda sulla Groenlandia e su altre aree artiche.

Gli autori hanno scoperto che, a differenza della Groenlandia, lo scioglimento totale della superficie antartica è diminuito di circa il 15% dal 2000. La cattiva notizia è che questa riduzione è in gran parte dovuta al 32% in meno di scioglimento generato dal vento a valle della Penisola Antartica, dove due ghiacci vulnerabili gli scaffali sono già crollati. Zender ha detto che è una fortuna che il buco dell’ozono stratosferico antartico scoperto negli anni ’80 continui a riprendersi, il che aiuta temporaneamente a isolare la superficie da ulteriore scioglimento.

“Le calotte glaciali in Groenlandia e Antartide mantengono oltre 200 piedi di acqua fuori dall’oceano, e il loro scioglimento ha innalzato il livello del mare globale di circa tre quarti di pollice dal 1992”, ha affermato Zender, che ricopre un incarico congiunto nel Dipartimento dell’UCI. di Informatica. “Sebbene la Groenlandia sia stata il principale motore dell’innalzamento del livello del mare negli ultimi decenni, l’Antartide è subito dietro e sta recuperando terreno e alla fine dominerà l’innalzamento del livello del mare. Quindi è importante monitorare e modellare lo scioglimento man mano che entrambe le calotte glaciali si deteriorano, compresi i modi in cui il cambiamento climatico altera il rapporto tra vento e ghiaccio.”

Ha detto che spera che la ricerca sul ruolo del Foehn e dei venti catabatici nelle regioni polari possa aiutare la comunità scientifica del clima a rafforzare la fedeltà fisica dei modelli del sistema Terra.

A Zender si sono uniti in questo progetto Matthew Laffin e Wenshan Wang del Dipartimento di Scienze del Sistema Terra dell’UCI e Melchior van Wessem e Brice Noel dell’Istituto per la ricerca marina e atmosferica dell’Università di Utrecht. I ricercatori hanno ricevuto sostegno finanziario dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, dalla National Science Foundation e dall’Organizzazione olandese per la ricerca scientifica.



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