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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Vermi predatori “giganti” vecchi di più di mezzo miliardo di anni scoperti nella Groenlandia settentrionale

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Fossili di un nuovo gruppo di animali predatori sono stati individuati nella località fossile di Sirius Passet del Cambriano inferiore, nella Groenlandia settentrionale. Questi grandi vermi potrebbero essere alcuni dei primi animali carnivori ad aver colonizzato la colonna d’acqua più di 518 milioni di anni fa, rivelando una passata dinastia di predatori di cui gli scienziati non conoscevano l’esistenza.

I nuovi animali fossili hanno ricevuto un nome Timorebestia, che in latino significa “bestie del terrore”. Adornati con pinne lungo i lati del corpo, una testa distinta con lunghe antenne, massicce strutture della mascella all’interno della bocca e una lunghezza che superava i 30 cm, questi erano alcuni dei più grandi animali nuotatori del primo Cambriano.

“Sapevamo in precedenza che gli artropodi primitivi erano i predatori dominanti durante il Cambriano, come gli anomalocaridi dall’aspetto bizzarro”, ha affermato il dottor Jakob Vinther della Scuola di Scienze della Terra e Scienze Biologiche dell’Università di Bristol, autore senior dello studio. “Tuttavia, Timorebestia è un parente lontano, ma stretto, dei vermi freccia viventi, o chaetognath. Questi oggi sono predatori oceanici molto più piccoli che si nutrono di minuscolo zooplancton.

“La nostra ricerca mostra che questi antichi ecosistemi oceanici erano piuttosto complessi con una catena alimentare che consentiva diversi livelli di predatori.

Timorebestia erano giganti del loro tempo e sarebbero stati vicini al vertice della catena alimentare. Ciò lo rende equivalente in importanza ad alcuni dei principali carnivori degli oceani moderni, come gli squali e le foche del periodo Cambriano.”

All’interno del sistema digestivo fossilizzato di Timorebestiai ricercatori hanno trovato resti di un comune artropode nuotatore chiamato Isossi. “Possiamo vedere che questi artropodi erano una fonte di cibo per molti altri animali”, ha detto Morten Lunde Nielsen, ex studente di dottorato a Bristol e parte dello studio attuale. “Sono molto comuni a Sirius Passet e avevano lunghe spine protettive, rivolte sia in avanti che all’indietro. Tuttavia, chiaramente non sono riusciti a evitare del tutto questo destino, perché Timorebestia ne sgranocchiava in grande quantità.”

I vermi freccia sono uno dei fossili animali più antichi del Cambriano. Mentre gli artropodi compaiono nella documentazione fossile da circa 521 a 529 milioni di anni fa, i vermi freccia possono essere fatti risalire ad almeno 538 milioni di anni indietro nel tempo. Il dottor Vinther ha spiegato: “Entrambi i vermi freccia, e quelli più primitivi Timorebestia, nuotavano predatori. Possiamo quindi supporre che con ogni probabilità fossero loro i predatori che dominavano gli oceani prima che si diffondessero gli artropodi. Forse hanno avuto una dinastia di circa 10-15 milioni di anni prima di essere sostituiti da altri gruppi di maggior successo.”

Luke Parry dell’Università di Oxford, che ha preso parte allo studio, ha aggiunto “Timorebestia è un ritrovamento davvero significativo per capire da dove provenissero questi predatori dalla mascella. Oggi, i vermi freccia hanno setole minacciose all’esterno della testa per catturare le prede, mentre Timorebestia ha le mascelle dentro la testa. Questo è ciò che vediamo oggi nei microscopici vermi mascellari: organismi con cui i vermi freccia condividevano un antenato oltre mezzo miliardo di anni fa. Timorebestia e altri fossili simili forniscono collegamenti tra organismi strettamente imparentati che oggi sembrano molto diversi.”

“La nostra scoperta conferma il modo in cui si sono evoluti i vermi freccia”, ha aggiunto Tae Yoon Park del Korea Polar Research Institute, l’altro autore senior e leader della spedizione sul campo. “I vermi freccia viventi hanno un centro nervoso distinto sul ventre, chiamato ganglio ventrale. È del tutto unico per questi animali.

“Abbiamo trovato questo conservato in Timorebestia e un altro fossile chiamato Amiskwia. Le persone hanno discusso se farlo o no Amiskwia era strettamente imparentato con i vermi freccia, come parte del loro lignaggio evolutivo. La conservazione di questi gangli ventrali unici ci dà molta più fiducia in questa ipotesi.

“Siamo molto entusiasti di aver scoperto predatori così unici nel Sirius Passet. Nel corso di una serie di spedizioni nel remoto Sirius Passet, nelle zone più remote della Groenlandia settentrionale, a più di 82,5? nord, abbiamo raccolto una grande diversità di nuovi entusiasmanti Grazie alla notevole ed eccezionale conservazione di Sirius Passet possiamo anche rivelare interessanti dettagli anatomici tra cui il loro sistema digestivo, l’anatomia muscolare e il sistema nervoso.

“Abbiamo molte altre scoperte interessanti da condividere nei prossimi anni che aiuteranno a mostrare come apparivano e si evolvevano i primi ecosistemi animali”. Conclude il dottor Park.



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