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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Nuovi agenti patogeni pericolosi per le patate segnalati per la prima volta in Pennsylvania, negli Stati Uniti

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Essendo sede di amate aziende di snack come Martin’s Potato Chips, Utz e Snyder’s di Hanover, Pennsylvania, apprezzano le sue patate. Tuttavia, secondo i ricercatori della Penn State che hanno fatto la scoperta e mirano a sviluppare strategie di gestione, i gustosi tuberi in tutto lo stato potrebbero dover affrontare la minaccia di ceppi patogeni appena identificati.

Hanno pubblicato il loro lavoro sulla rivista Microbiologia sistematica e applicata.

I ricercatori hanno raccolto steli o tuberi di patate che mostravano sintomi di gamba nera o marciume molle – tra cui avvizzimento, arresto della crescita, lesioni nere e tuberi in decomposizione, tra gli altri – da 26 campi di patate in Pennsylvania. Queste malattie, che possono portare alla perdita del raccolto, sono causate principalmente da batteri della specie Pectobacterium e, più recentemente, della specie Dickeya.

I ricercatori hanno isolato, coltivato e identificato 456 campioni di batteri che infettavano le patate, tra cui sei specie di Pectobacterium e un ceppo di Dickeya che in precedenza non erano stati segnalati in Pennsylvania. Una specie di Pectobacterium non era stata precedentemente segnalata negli Stati Uniti

Carolee Bull, autrice corrispondente e professoressa di sistematica batterica e patologia vegetale, di patologia vegetale e di microbiologia ambientale, ha affermato che i risultati potrebbero fornire informazioni sui metodi per rilevare e quantificare gli agenti patogeni che causano la gamba nera e il marciume molle in Pennsylvania e oltre.

“Oltre alla sorveglianza, queste informazioni potrebbero anche aiutarci a comprendere meglio l’epidemiologia delle malattie”, ha affermato Bull. “Ad esempio, gli agenti patogeni possono avere temperature ottimali diverse per crescere o produrre questi sintomi nelle patate. Pertanto, la gravità della malattia può cambiare a seconda delle diverse condizioni climatiche”.

Anche se i ricercatori sono da tempo a conoscenza dell’esistenza di alcune specie di Pectobacterium, Bull ha affermato che negli ultimi anni è stato osservato un numero significativo di nuove specie di Pectobacterium e Dickeya. Negli ultimi anni questi agenti patogeni hanno portato anche a significative perdite di raccolto nel nord-est degli Stati Uniti, in particolare nel Maine e a New York.

Queste epidemie hanno portato ad un rinnovato interesse nel monitorare non solo gli agenti patogeni già riscontrati negli Stati Uniti, ha aggiunto Bull, ma anche quelli non ancora segnalati nel paese, in particolare il batterio Dickeya solani, precedentemente associato a gravi epidemie in Europa. .

“Le perdite nell’industria delle patate del Maine, così come l’importanza dell’industria delle patate qui in Pennsylvania e per l’industria delle patatine fritte, hanno reso necessario determinare quali agenti patogeni potrebbero causare questi focolai”, ha affermato Bull. “Eravamo preoccupati che nuovi agenti patogeni fossero entrati negli Stati Uniti, incluso il devastante Dickeya solani.”

I coltivatori trarranno vantaggio dall’analisi, ha affermato Bull, sapendo quali organismi sono stati trovati su quali varietà di patate.

Tra i patogeni identificati c’erano P. actinidiae, P. polonicum, P. polaris, P. punjabense, P. parmentieri e P. versatile, segnando la prima volta che questi batteri sono stati segnalati in Pennsylvania. Inoltre, questa è stata la prima volta che P. actinidiae è stato segnalato in tutti gli Stati Uniti. Sono stati segnalati anche gli agenti patogeni P. carotovorum, D. dianthicola e P. brasiliense, cosa che i ricercatori hanno affermato di aspettarsi.

In futuro, i ricercatori hanno affermato che continueranno il loro lavoro testando gli effetti di questi agenti patogeni sulle patate, sviluppando strumenti di sorveglianza per ciascuno di questi agenti patogeni e valutando la necessità di nuove pratiche di gestione.

Amanda M. Mainello-Land, precedentemente assistente di ricerca laureata presso la Penn State; Shaheen Bibi, precedentemente ricercatore post-dottorato presso la Penn State; e anche Beth Gugino, professoressa di patologia vegetale alla Penn State, è stata coautrice dello studio.

Il Dipartimento dell’Agricoltura degli Stati Uniti e l’Istituto nazionale per l’alimentazione e l’agricoltura dell’USDA hanno contribuito a sostenere questa ricerca.



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