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 studio ribalta la saggezza convenzionale sulla sopravvivenza della nidificazione dei tacchini selvatici

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Un nuovo studio rileva che i livelli di precipitazioni durante la stagione di nidificazione non sono correlati al successo riproduttivo dei tacchini selvatici, il che va contro la saggezza convenzionale riguardo al ruolo che le precipitazioni svolgono nel successo della nidificazione dei tacchini selvatici. I risultati gettano nuova luce su come i cambiamenti climatici possano influenzare le popolazioni di tacchini selvatici.

“Volevamo sapere in che modo il clima influenza il successo della nidificazione in questo momento, e quindi utilizzare questi dati per valutare come il cambiamento climatico potrebbe influenzare le popolazioni di tacchini selvatici in futuro”, afferma Wesley Boone, autore corrispondente di un articolo sul lavoro e ricercatore post-dottorato presso Università statale della Carolina del Nord.

“I tacchini selvatici sono abbastanza tolleranti verso un’ampia gamma di condizioni, ma ci sono una serie di fattori che possono influenzare il loro successo riproduttivo”, afferma Chris Moorman, coautore dello studio e professore di silvicoltura e risorse ambientali presso la NC State. “Questo lavoro si è concentrato su due di queste condizioni, precipitazioni e temperatura, e su come queste possano influenzare la sopravvivenza del nido durante il periodo di incubazione.”

Per lo studio, i ricercatori si sono concentrati sulla sopravvivenza giornaliera del nido, ovvero se le uova nel nido sopravvivono in un dato periodo di 24 ore. Nel corso di otto anni, i ricercatori hanno monitorato 715 nidi di tacchini e raccolto dati giornalieri sulle precipitazioni e sulla temperatura per ciascun nido durante l’intero periodo di incubazione. Per quanto riguarda la temperatura, i ricercatori hanno esaminato in modo specifico la misura in cui le temperature in ciascun nido variavano dalle medie storiche.

I ricercatori hanno analizzato tutti questi dati per determinare in che misura le precipitazioni e la temperatura fossero associate alla sopravvivenza quotidiana del nido.

“La scoperta più sorprendente è stata che le precipitazioni durante la nidificazione non erano un buon predittore della sopravvivenza quotidiana del nido”, afferma Moorman. “Era opinione diffusa che un clima particolarmente piovoso aumentasse la probabilità che le uova non sopravvivessero.”

“Abbiamo anche scoperto che temperature superiori alle medie storiche erano associate a tassi più elevati di sopravvivenza giornaliera del nido durante l’incubazione”, afferma Boone. “Il picco della stagione di nidificazione avviene generalmente in aprile, quindi stiamo parlando di un clima primaverile più caldo della media.”

“Preso di per sé, questo potrebbe suggerire che il cambiamento climatico potrebbe favorire il successo riproduttivo dei tacchini e, per estensione, le popolazioni di tacchini”, afferma Moorman. “Tuttavia, abbiamo anche esaminato i dati sulle precipitazioni e sulla temperatura per i mesi che precedono la stagione della nidificazione, e la probabilità complessiva che un nido di tacchino possa schiudere con successo almeno un uovo. E quando abbiamo esaminato entrambi questi set di dati, le cose hanno preso una piega molto meno chiaro.”

“Ad esempio, i dati suggeriscono che maggiori precipitazioni a gennaio, molto prima della stagione della nidificazione, sono associate a una maggiore sopravvivenza dei nidi”, afferma Boone. “I dati suggeriscono anche che le temperature più elevate a gennaio sono associate a una peggiore sopravvivenza della nidificazione. Ma c’è così tanta incertezza relativa a questi risultati che non è chiaro se esista una reale relazione o se si tratti di un’anomalia. Tuttavia, mitiga qualsiasi entusiasmo che potremmo avere riguardo alla probabilità che il cambiamento climatico possa portare benefici alle popolazioni di tacchini.”

La ricerca è stata condotta con il supporto del Southeast Climate Adaptation Science Center dell’US Geological Survey, che ha sede presso lo stato del NC; e dal National Institute of Food and Agriculture, nell’ambito del progetto McIntire Stennis numero 7001494. Ulteriore supporto è stato fornito dal Dipartimento delle risorse naturali della Georgia – Divisione delle risorse naturali per la fauna selvatica, dal Dipartimento della fauna selvatica e della pesca della Louisiana, dal Dipartimento delle risorse naturali della Carolina del Sud, dal La North Carolina Wildlife Resources Commission, la National Wild Turkey Federation, il servizio forestale del Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti, la Warnell School of Forestry and Natural Resources presso l’Università della Georgia e la School of Renewable Natural Resources presso la Louisiana State University.



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