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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Il nome di una nuova pianta che racconta una storia

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In Giappone è stata scoperta una nuova specie e genere di lanterne fatate, minuscole piante bianche simili al vetro che si nutrono di funghi. Nel paese rinomato per le sue approfondite ricerche sulla flora, la scoperta di un nuovo genere di piante è estremamente rara e non si verificava da quasi 100 anni.

Le lanterne fatate, o Thismiaceae come sono conosciute in botanica, sono piante molto insolite che si trovano principalmente nelle regioni tropicali ma anche subtropicali e temperate. Innanzitutto non sono verdi e non effettuano la fotosintesi, ma si nutrono piuttosto di miceli fungini nel terreno. Di conseguenza, sono spesso nascosti sotto le foglie cadute e solo per un breve periodo producono fiori fuori terra che sembrano oggetti di vetro. Il nome giapponese di Thismia, uno dei gruppi principali all’interno di questa famiglia, è “Tanuki-no-shokudai”, che significa “portacandele del cane procione” e si riferisce sia alla loro forma che al loro stile di vita sotterraneo. Tuttavia, sono anche estremamente rari e difficili da trovare. “Attualmente sono state identificate circa 100 specie all’interno della famiglia, quasi la metà delle quali sono conosciute solo dalla loro prima scoperta, a volte da un singolo esemplare”, spiega SUETSUGU Kenji, botanico dell’Università di Kobe, esperto di fama internazionale di piante non fotosintetiche. impianti.

Suetsugu vanta collaborazioni di lunga data con botanici locali che hanno accesso ad aree appartate in tutto il Giappone. Dice: “L’impegno dei ricercatori dilettanti giapponesi nel rivelare la flora nascosta di queste regioni è stato cruciale per identificare specie sconosciute alla scienza”. E così, quando gli fu inviato un esemplare di una lanterna fatata che un botanico per hobby aveva trovato e che un esperto locale pensava rappresentasse una nuova specie del genere Tanuki-no-shokudai, capì che doveva indagare. Tuttavia, divenne presto chiaro “che questa pianta non era inclusa in nessuno dei generi esistenti (come Thismia) a causa delle sue caratteristiche uniche, e si è reso necessario ottenere ulteriori individui per ulteriori esami.” Così, andò a Kimotsuki nella prefettura di Kagoshima, dove era stata fatta la scoperta, ma non riuscì a trovare altri campioni. Tuttavia, un anno dopo riprovò e fu fortunato: trovarono altre quattro piante, tutte nella stessa zona ristretta.

L’esperto dell’Università di Kobe ha ora pubblicato la sua analisi su rivista scientifica Giornale di ricerca sulle piante. Basandosi sia sull’analisi morfologica che genetica, il team ha concluso che la pianta non solo è una nuova specie, ma in realtà è abbastanza diversa da Tanuki-no-shokudai da essere un genere diverso, il livello di relazione successivo rispetto alle specie. I ricercatori ritengono che la pianta probabilmente si sia differenziata in una fase iniziale dell’evoluzione dell’intera famiglia delle Thismiaceae e conservi caratteristiche comuni alla famiglia ma che sono andate perdute nel tempo. Thismia genere. Questo è il motivo per cui Suetsugu ha scelto il nome “Mujina-no-shokudai”, o “portacandele del tasso”: “Mujina” è un’antica parola giapponese per un tasso, ma a volte è stata usata anche per il cane procione a cui assomiglia ma è diverso. da. Pertanto, il nome riflette la relazione della pianta con Thismia. Il nome latino Relictithismia kimotsukiensis è simile, poiché può essere tradotto come “Thismia reliquia di Kimotsuki.”

“Il Giappone è una delle regioni del mondo in cui le indagini botaniche sono più avanzate, il che rende la scoperta di nuove specie vegetali estremamente rara, e la scoperta di un nuovo genere ancora di più”, afferma Suetsugu. In effetti, l’ultima scoperta di una nuova pianta vascolare identificata contemporaneamente come un genere separato è stata la scoperta di Japonolirion nel 1930, quasi 100 anni fa. Suetsugu spiega: “Questa ricerca potrebbe suggerire che molte altre nuove specie potrebbero nascondersi in regioni precedentemente ritenute ben studiate e sottolinea la necessità fondamentale di continue esplorazioni e indagini sulla flora del pianeta sia all’estero che in patria”.

Una pianta che si nutre di funghi ed è così limitata nella sua diffusione locale è anche eccezionalmente vulnerabile ai cambiamenti ambientali. Ciò motiva Suetsugu ad approfondire la sua ricerca, affermando: “Un segmento della nostra ricerca futura sarà dedicato agli studi ecologici volti a decifrare le interazioni tra Relittitismia e i suoi ospiti fungini, oltre a valutare l’impatto delle alterazioni ambientali su queste associazioni.”

Questo studio è stato sostenuto dal programma PRESTO (sovvenzione JPMJPR21D6) dell’Agenzia giapponese per la scienza e la tecnologia, dal JSPS KAKENHI (sovvenzione 21K06307) e dal Fondo per la ricerca e lo sviluppo tecnologico ambientale (sovvenzione JPMEERF20204001) del Ministero dell’Ambiente, Giappone. È stato condotto in collaborazione con un ricercatore indipendente e ricercatori dell’Università di Kyoto e del Museo dell’Università di Kagoshima.



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