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.

Da un’altra testata giornalistica news de www.europeantimes.news

9.5 C
Rome
giovedì, Aprile 3, 2025
- Pubblicità -
notizieAmbienteTrovare i geni che aiutano i martin pescatori a immergersi senza danneggiare...

Trovare i geni che aiutano i martin pescatori a immergersi senza danneggiare il cervello

INFORMATIVA: Alcuni degli articoli che pubblichiamo provengono da fonti non in lingua italiana e vengono tradotti automaticamente per facilitarne la lettura. Se vedete che non corrispondono o non sono scritti bene, potete sempre fare riferimento all'articolo originale, il cui link è solitamente in fondo all'articolo. Grazie per la vostra comprensione.


Se ti sei mai buttato a pancia in giù in una piscina, allora sai: l’acqua può essere sorprendentemente dura se la colpisci con l’angolazione sbagliata. Ma molte specie di martin pescatori si tuffano a capofitto nell’acqua per catturare le loro prede. In un nuovo studio scientifico sulla rivista Biologia delle comunicazionii ricercatori hanno confrontato il DNA di 30 diverse specie di martin pescatore per individuare i geni che potrebbero aiutare a spiegare la dieta degli uccelli e la capacità di immergersi senza subire danni cerebrali.

Il tipo di immersione che fanno i martin pescatori – ciò che i ricercatori chiamano “immersione in tuffo” – è un’impresa aeronautica. “Si tratta di un’immersione ad alta velocità dall’aria all’acqua, ed è effettuata da pochissime specie di uccelli”, afferma Chad Eliason, ricercatore presso il Field Museum di Chicago e primo autore dello studio. Ma è un comportamento potenzialmente rischioso.

“Per potersi tuffare a testa in giù come fanno, i martin pescatori devono aver sviluppato altri tratti che impediscano loro di farsi male al cervello”, afferma Shannon Hackett, curatrice associata della sezione uccelli al Field Museum e autrice senior dello studio.

Non tutti i martin pescatori pescano effettivamente: molte specie di questi uccelli mangiano prede che vivono sulla terraferma come insetti, lucertole e persino altri martin pescatori. In precedenza, i coautori Jenna McCollough e Michael Andersen, ricercatori dell’Università del New Mexico, avevano guidato il team utilizzando il DNA per dimostrare che i gruppi di martin pescatori che mangiano pesce non sono i parenti più stretti l’uno dell’altro all’interno dell’albero genealogico del martin pescatore. Ciò significa che i martin pescatori hanno evoluto la loro dieta a base di pesce – e le capacità subacquee per procurarsela – in un certo numero di tempi separati, piuttosto che evolversi tutti da un antenato comune mangiatore di pesce.

“Il fatto che ci siano così tante transizioni alla subacquea è ciò che rende questo gruppo affascinante e potente, dal punto di vista della ricerca scientifica”, afferma Hackett. “Se un tratto si evolve una moltitudine di volte diverse in modo indipendente, significa che hai il potere di trovare una spiegazione generale del perché ciò accade.”

Per questo studio, i ricercatori – tra cui i coautori Lauren Mellenthin attualmente alla Yale University, ma che era una stagista universitaria al Field Museum al momento in cui è stata condotta questa ricerca, Taylor Hains dell’Università di Chicago e il Field Museum, Stacy Pirro presso Iridian Genomes, Michael Anderson e Jenna McCullough dell’Università del New Mexico hanno esaminato il DNA di 30 specie di martin pescatori, sia pescivori che non.

“Per ottenere tutto il DNA del martin pescatore, abbiamo utilizzato campioni nelle collezioni del Field Museum”, afferma Eliason, che lavora presso il Grainger Bioinformatics Center e il Negaunee Integrative Research Center del Field. “Quando i nostri scienziati lavorano sul campo, prelevano campioni di tessuto dagli esemplari di uccelli che raccolgono, come pezzi di muscolo o fegato. Questi campioni di tessuto vengono conservati al Field Museum, congelati in azoto liquido, per preservare il DNA.”

Nel Pritzker DNA Laboratory della Field, i ricercatori hanno iniziato il processo di sequenziamento dei genomi completi di ciascuna specie, generando l’intero codice genetico di ciascun uccello. Da lì, hanno utilizzato un software per confrontare i miliardi di paia di basi che compongono questi genomi per cercare le variazioni genetiche che i martin pescatori subacquei hanno in comune.

Gli scienziati hanno scoperto che gli uccelli mangiatori di pesce avevano diversi geni modificati associati alla dieta e alla struttura del cervello. Ad esempio, hanno trovato mutazioni nel gene AGT degli uccelli, che è stato associato alla flessibilità alimentare in altre specie, e nel gene MAPT, che codifica per le proteine ​​tau legate al comportamento alimentare.

Le proteine ​​tau aiutano a stabilizzare minuscole strutture all’interno del cervello, ma l’accumulo di troppe proteine ​​tau può essere una cosa negativa. Negli esseri umani, lesioni cerebrali traumatiche e morbo di Alzheimer sono associati ad un accumulo di tau. “Ho imparato molto sulla proteina tau quando ero il responsabile delle commozioni cerebrali della squadra di hockey di mio figlio”, afferma Hackett. “Ho iniziato a chiedermi, perché i martin pescatori non muoiono perché il loro cervello si riduce in poltiglia? Ci deve essere qualcosa che stanno facendo che li protegga dalle influenze negative derivanti dall’atterraggio ripetuto con la testa sulla superficie dell’acqua.”

Hackett sospetta che le proteine ​​tau possano essere una sorta di arma a doppio taglio. “Gli stessi geni che mantengono i neuroni nel cervello in ordine e in ordine sono quelli che falliscono quando subisci ripetute commozioni cerebrali se sei un giocatore di football o se ti viene l’Alzheimer”, dice. “La mia ipotesi è che ci sia una sorta di forte pressione selettiva su quelle proteine ​​per proteggere in qualche modo il cervello degli uccelli.”

Ora che queste variazioni genomiche correlate sono state identificate, dice Hackett, “la domanda successiva è: che effetto hanno le mutazioni nei geni di questi uccelli sulle proteine ​​che vengono prodotte? Quali cambiamenti di forma ci sono? Cosa sta succedendo per compensare un cervello per le forze d’urto?”

“Ora sappiamo quali dei geni sottostanti stanno cambiando e contribuiscono a creare le differenze che vediamo nella famiglia del martin pescatore”, afferma Eliason. “Ma ora che sappiamo quali geni osservare, si creano ancora più misteri. È così che funziona la scienza.”

Oltre a una migliore comprensione della genetica del martin pescatore e delle potenziali implicazioni per la comprensione delle lesioni cerebrali, Hackett afferma che questo studio è importante perché evidenzia il valore delle collezioni dei musei.

“Uno dei campioni da cui abbiamo ottenuto il DNA in questo studio ha trent’anni. All’epoca in cui è stato raccolto, non potevamo fare neanche lontanamente il tipo di analisi che possiamo fare oggi – non potevamo nemmeno fare alcune di queste.” roba di cinque anni fa”, dice Hackett. “Risale alla capacità dei singoli esemplari di raccontare nuove storie nel tempo. E chissà cosa potremo imparare da questi esemplari in futuro? Ecco perché amo le collezioni dei musei.”



Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com

- Pubblicità -
- Pubblicità -Newspaper WordPress Theme

Contenuti esclusivi

Iscriviti oggi

OTTENERE L'ACCESSO ESCLUSIVO E COMPLETO AI CONTENUTI PREMIUM

SOSTENERE IL GIORNALISMO NON PROFIT

Get unlimited access to our EXCLUSIVE Content and our archive of subscriber stories.

- Pubblicità -Newspaper WordPress Theme

Articoli più recenti

Altri articoli

- Pubblicità -Newspaper WordPress Theme

INFORMATIVA: Alcuni degli articoli che pubblichiamo provengono da fonti non in lingua italiana e vengono tradotti automaticamente per facilitarne la lettura. Se vedete che non corrispondono o non sono scritti bene, potete sempre fare riferimento all'articolo originale, il cui link è solitamente in fondo all'articolo. Grazie per la vostra comprensione.