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 barriere coralline sono in pericolo a causa del caldo oceanico da record

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Secondo uno scienziato della barriera corallina dell’Università del Queensland, le ondate di caldo marino da record causeranno un devastante sbiancamento di massa dei coralli in tutto il mondo nei prossimi anni.

Coralli – foto illustrativa. Credito immagine: Pixabay (Licenza gratuita Pixabay)

La scoperta allarmante è il risultato di uno studio internazionale condotto da UQ Il professor Ove Hoegh-Guldberg degli UQ Scuola dell’Ambienteche attualmente partecipa agli incontri sul cambiamento climatico COP28 a Dubai.

“Siamo rimasti scioccati nello scoprire che le condizioni di stress da caldo sono iniziate ben 12 settimane prima rispetto ai picchi precedentemente registrati e si sono mantenute per molto più tempo nel Pacifico tropicale orientale e nei Caraibi più ampi”, ha affermato il professor Hoegh-Guldberg.

“I dati storici suggeriscono che le attuali ondate di caldo marino saranno probabilmente il precursore di un evento globale di sbiancamento e mortalità dei coralli nei prossimi 12-24 mesi, mentre continua la fase El Niño dell’El Niño-Southern Oscillation o ENSO.

“Nel mese di luglio 2023, la Terra ha vissuto i giorni più caldi mai registrati dal 1910, nonché il mese più caldo mai registrato per le temperature della superficie del mare.

“Ciò esercita un’enorme pressione sugli ecosistemi tropicali vitali ma fragili, come le barriere coralline, le foreste di mangrovie e le praterie di alghe.

“Ad esempio, una barriera corallina nelle Florida Keys chiamata Newfound Harbour Key ha accumulato stress da calore quasi 3 volte rispetto al record precedente e si è verificato 6 settimane prima rispetto ai picchi precedenti”.

Il professor Hoegh-Guldberg ha affermato che i risultati arrivano in un punto critico nella protezione della biodiversità globale, con l’impegno per la mitigazione del cambiamento climatico che sta diminuendo in molte nazioni.

“Le ultime informazioni ambientali indicano che siamo ben fuori strada quando si tratta di evitare che la temperatura superficiale globale raggiunga una condizione molto pericolosa entro la metà o la fine di questo secolo”, ha affermato.

“Francamente stiamo andando nella direzione opposta.

“A tutto ciò si aggiunge il fatto che questi impatti devastanti sembrano trasformarsi in un vasto evento globale da record”.

Il professor Hoegh-Guldberg ha affermato che senza un’azione seria e rapida, la persistenza delle barriere coralline oltre i prossimi decenni è in serio pericolo.

“Il nostro studio dimostra che l’ENSO è un fattore determinante per il destino delle barriere coralline del mondo”, ha affermato.

“L’aumento della temperatura del mare, insieme ad altri fattori di stress come l’acidificazione degli oceani e l’inquinamento, hanno gravemente indebolito la loro resilienza.

“Ciò mette a serio rischio di annientamento le barriere coralline e un quarto della biodiversità dell’oceano”.

Il professor Hoegh-Guldberg ha affermato che gli sforzi per introdurre geni della tolleranza al calore nella popolazione naturale dei coralli si sono rivelati promettenti, ma la realtà di scalare questi sforzi rimane logisticamente impegnativa.

“Data la natura complessa e interconnessa degli ecosistemi marini come le barriere coralline, è necessario un approccio globale per mitigare gli impatti delle mutevoli condizioni oceaniche”, ha affermato.

“L’importanza di ridurre le nostre emissioni è sottolineata dai nostri risultati, dove i massicci cambiamenti nel riscaldamento oceanico sono destinati a distruggere le barriere coralline e molti altri ecosistemi.

“Con questo in mente, sono in corso discussioni estremamente dure agli incontri sul clima della COP28”.

Questa ricerca è pubblicata in Scienza.

Fonte: L’Università del Queensland



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