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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Le risposte allergiche agli alimenti comuni potrebbero aumentare significativamente il rischio di malattie cardiache e morte cardiovascolare

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La sensibilità ai comuni allergeni alimentari come i latticini e le arachidi potrebbe essere una causa importante e precedentemente non apprezzata di malattie cardiache, suggerisce una nuova ricerca – e l’aumento del rischio di morte cardiovascolare include persone senza evidenti allergie alimentari.

Questo aumento del rischio potrebbe essere paragonabile – o superare – ai rischi posti dal fumo, così come dal diabete e dall’artrite reumatoide, riferiscono i ricercatori.

Gli scienziati di UVA Health e i loro collaboratori hanno esaminato migliaia di adulti nel corso del tempo e hanno scoperto che le persone che producevano anticorpi in risposta ai latticini e ad altri alimenti erano ad elevato rischio di morte correlata a cause cardiovascolari. Ciò era vero anche quando venivano presi in considerazione i tradizionali fattori di rischio per le malattie cardiache, come il fumo, l’ipertensione e il diabete. Il collegamento più forte riguardava il latte vaccino, ma anche altri allergeni come arachidi e gamberetti erano significativi.

La scoperta preoccupante rappresenta la prima volta che gli anticorpi “IgE” contro gli alimenti comuni sono stati collegati ad un aumento del rischio di mortalità cardiovascolare, riferiscono i ricercatori. I risultati non dimostrano in modo definitivo che gli anticorpi alimentari stiano causando l’aumento del rischio, ma il lavoro si basa su studi precedenti che collegavano l’infiammazione allergica e le malattie cardiache.

Circa il 15% degli adulti produce anticorpi IgE in risposta al latte vaccino, alle arachidi e ad altri alimenti. Mentre questi anticorpi causano in alcune persone gravi allergie alimentari, molti adulti che producono questi anticorpi non hanno alcuna allergia alimentare evidente. La nuova ricerca ha scoperto che il legame più forte con la morte cardiovascolare era nelle persone che avevano gli anticorpi ma continuavano a consumare il cibo regolarmente, suggerendo che non avevano una grave allergia alimentare.

“Quello che abbiamo osservato qui era la presenza di anticorpi IgE contro il cibo rilevati nei campioni di sangue”, ha affermato il ricercatore Jeffrey Wilson, MD, Ph.D., esperto di allergia e immunologia presso la School of Medicine dell’Università della Virginia. “Non pensiamo che la maggior parte di questi soggetti avesse effettivamente un’allergia alimentare manifesta, quindi la nostra storia riguarda più una risposta immunitaria al cibo altrimenti silenziosa. Anche se queste risposte potrebbero non essere abbastanza forti da causare reazioni allergiche acute al cibo, potrebbero comunque causare infiammazione e nel tempo portare a problemi come malattie cardiache.”

Risultati inattesi di allergie alimentari

I ricercatori sono stati ispirati a indagare sulla possibilità che le comuni allergie alimentari possano danneggiare il cuore dopo che i membri del team UVA avevano precedentemente collegato una forma insolita di allergia alimentare diffusa dalle zecche alle malattie cardiache. Questa allergia, identificata per la prima volta da Thomas Platts-Mills, MD, Ph.D. dell’UVA, è trasmessa dal morso della zecca Lone Star, presente in gran parte del paese.

L’allergia – comunemente, anche se erroneamente, chiamata “allergia alla carne rossa” – sensibilizza le persone a un particolare zucchero, l’alfa-gal, presente nella carne dei mammiferi. La forma sintomatica dell’allergia, nota come “sindrome alfa-gal”, può causare orticaria, disturbi di stomaco e difficoltà respiratorie – anche anafilassi potenzialmente mortale – da tre a otto ore dopo che le persone colpite hanno mangiato carne di manzo o di maiale. (Pollame e pesce non contengono zucchero, quindi non innescano una reazione.)

Per vedere se altre allergie alimentari potrebbero influenzare il cuore, un team comprendente Wilson, Platts-Mills e collaboratori dell’UVA, nonché Corinne Keet, MD, Ph.D., dell’Università della Carolina del Nord, ha esaminato i dati raccolti da 5.374 partecipanti al National Health and Examination Survey (NHANES) e al sito Wake Forest del Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA). Di queste persone, 285 erano morte per cause cardiovascolari.

Tra i partecipanti al NHANES, gli anticorpi IgE verso almeno un alimento erano associati a un rischio significativamente più elevato di morte cardiovascolare, hanno scoperto i ricercatori. Ciò era particolarmente vero per le persone sensibili al latte, una scoperta che si è rivelata vera anche tra i partecipanti al MESA. Ulteriori analisi hanno anche identificato la sensibilizzazione alle arachidi e ai gamberetti come fattori di rischio significativi per la morte cardiovascolare negli individui che li mangiavano abitualmente.

“Abbiamo già notato un legame tra gli anticorpi allergici all’allergene della carne rossa alfa-gal e le malattie cardiache”, ha spiegato Wilson. “Questa scoperta è stata supportata da uno studio più ampio condotto in Australia, ma il documento attuale suggerisce che un legame tra gli anticorpi allergici agli allergeni alimentari e le malattie cardiache non si limita all’alfa-gal. In un certo senso, questa è una scoperta sorprendente. D’altra parte, non siamo a conoscenza che qualcuno abbia già guardato prima.”

Allergie e cuore

Anche se questa è la prima volta che gli anticorpi allergici agli alimenti comuni sono stati collegati alla mortalità cardiovascolare, altre condizioni allergiche – come l’asma e l’eruzione cutanea pruriginosa nota come eczema o dermatite atopica – sono state precedentemente identificate come fattori di rischio per le malattie cardiovascolari.

I ricercatori ipotizzano che gli anticorpi allergici al cibo possano colpire il cuore portando all’attivazione di cellule specializzate, chiamate mastociti. È noto che i mastociti della pelle e dell’intestino contribuiscono alle classiche reazioni allergiche, ma si trovano anche nei vasi sanguigni cardiaci e nel tessuto cardiaco. Secondo i ricercatori, l’attivazione persistente dei mastociti potrebbe favorire l’infiammazione, contribuendo all’accumulo di placche dannose che possono causare attacchi di cuore o altri danni al cuore.

Gli scienziati sottolineano però che questo non è ancora certo. È possibile che altri fattori genetici o ambientali possano essere in gioco. È anche possibile che le malattie cardiovascolari possano aumentare il rischio di sensibilizzazione alimentare – il che significa che le malattie cardiache potrebbero aumentare il rischio di allergie alimentari, piuttosto che il contrario – anche se i nuovi risultati suggeriscono che ciò sia improbabile.

I ricercatori chiedono ulteriori studi per comprendere meglio le implicazioni della loro scoperta prima di raccomandare eventuali cambiamenti nel modo in cui i medici trattano o gestiscono le allergie alimentari.

“Questo lavoro solleva la possibilità che in futuro un esame del sangue possa aiutare a fornire informazioni personalizzate su una dieta sana per il cuore”, ha detto Wilson. “Anche se prima che ciò possa essere raccomandato, abbiamo ancora molto lavoro da fare per comprendere questi risultati.”



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