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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Alcuni batteri della pelle possono inibire la crescita di batteri resistenti agli antibiotici

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Le infezioni da batteri resistenti agli antibiotici sono un problema globale crescente. Parte della soluzione potrebbe risiedere nel copiare le armi dei batteri. L’ambiente di ricerca di Tromsø ha trovato una nuova batteriocina, in un batterio cutaneo molto comune. La batteriocina inibisce la crescita di batteri resistenti agli antibiotici che spesso sono la causa di malattie e possono essere difficili da trattare.

Un milione di morti ogni anno

Il fatto che disponiamo di farmaci contro le infezioni batteriche è qualcosa che molte persone danno per scontato. Ma la crescente resistenza dei batteri significa che sempre più antibiotici non funzionano. Quando i batteri diventano resistenti agli antibiotici che abbiamo a disposizione, rimaniamo senza opzioni terapeutiche per malattie molto comuni. Ogni anno oltre un milione di persone muore a causa della resistenza agli antibiotici.

Il primo passo nello sviluppo di nuovi antibiotici è cercare sostanze che inibiscano la crescita batterica.

Nome Sami per una scoperta emozionante

Il gruppo di ricerca per la salute dei bambini e dei giovani presso l’UiT dell’Università Artica della Norvegia ha studiato le sostanze che i batteri stessi producono per inibire la crescita dei concorrenti. Queste sostanze sono chiamate batteriocine. Attraverso il lavoro, hanno scoperto una nuova batteriocina, in un batterio della pelle molto comune. La batteriocina inibisce la crescita di batteri resistenti agli antibiotici che possono essere difficili da trattare con i comuni antibiotici.

I ricercatori hanno chiamato la nuova batteriocina Romsacin, dal nome Sami di Tromsø, Romsa. La speranza è che Romsacin possa diventare un nuovo medicinale per le infezioni per le quali attualmente non esiste un trattamento efficace.

Lunga strada da percorrere

Allo stesso tempo, la ricercatrice Runa Wolden del Dipartimento di Medicina Clinica dell’UiT sottolinea che c’è ancora molta strada da fare prima di sapere se la Romsacin sarà sviluppata e utilizzata come nuovo medicinale. Perché è così che funziona con la ricerca di base; non puoi dire in anticipo quando qualcuno utilizzerà i risultati che produci.

“Questa scoperta è il risultato di qualcosa che stiamo ricercando da diversi anni. Lo sviluppo della romsacina – o di altre sostanze promettenti – per creare nuovi antibiotici è molto costoso e può richiedere 10-20 anni”, afferma Wolden, che fa parte del The gruppo di ricerca sulla salute dei bambini e dei giovani.

Efficace contro i tipi batterici

Prima che i nuovi antibiotici possano essere utilizzati come medicinali, è necessario assicurarsi che siano sicuri da usare. Attualmente, i ricercatori non sanno come funziona la batteriocina negli esseri umani. Un ulteriore processo comporterà test, burocrazia e marketing completi.

“Ciò significa naturalmente che c’è ancora molta strada da fare prima di poter dire qualcosa con certezza. Ciò che già sappiamo, però, è che si tratta di una nuova batteriocina, e che funziona contro alcuni tipi di batteri resistenti agli antibiotici. È emozionante”, dice Wolden.

La nuova batteriocina è prodotta da un batterio chiamato Staphylococcus haemolyticus. La batteriocina non è prodotta da tutti gli S. haemolyticus, ma da uno dei 174 isolati che i ricercatori hanno a disposizione nel congelatore.

“Non potevamo saperlo prima di iniziare il progetto, e questa è una delle cose che rende la ricerca divertente”, afferma Wolden.

Dice che dieci anni fa i ricercatori hanno raccolto campioni batterici da persone sane quando volevano confrontare lo S. haemolyticus nelle persone sane con quelli trovati nei pazienti in ospedale.

“Successivamente abbiamo fatto molti esperimenti con questi batteri, e questo è il risultato di uno dei nostri progetti”, dice Runa Wolden.



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