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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notizieAmbienteLa più grande eruzione vulcanica dell'Olocene rilevata da un'indagine sul fondale marino

La più grande eruzione vulcanica dell’Olocene rilevata da un’indagine sul fondale marino

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Un’indagine dettagliata dei depositi vulcanici sottomarini attorno alla caldera Kikai in Giappone ha chiarito i meccanismi di deposizione e l’entità dell’evento. Di conseguenza, il gruppo di ricerca dell’Università di Kobe ha scoperto che l’evento di 7.300 anni fa fu di gran lunga la più grande eruzione vulcanica dell’Olocene.

Oltre alla lava, i vulcani espellono grandi quantità di pomice, ceneri e gas sotto forma di un flusso in rapido movimento, noto come “flusso piroclastico”, e i suoi sedimenti costituiscono una preziosa fonte di dati sulle eruzioni passate. Per i vulcani sulla terraferma, i geologi comprendono bene il meccanismo di sedimentazione dei flussi piroclastici, ma i sedimenti stessi si perdono facilmente a causa dell’erosione. D’altra parte, per i vulcani sulle isole oceaniche o vicino alla costa, il processo di deposizione del flusso piroclastico è in gran parte poco chiaro, sia perché l’interazione con l’acqua è meno ben compresa, sia perché dati affidabili sono difficili da ottenere e quindi scarsi. Per questi motivi è difficile stimare l’impatto di molte eruzioni passate sul clima e sulla storia.

Un gruppo di ricerca dell’Università di Kobe attorno a SEAMA Nobukazu e SHIMIZU Satoshi ha preso il mare sulla nave scuola Fukae Maru di proprietà dell’Università di Kobe (da allora sostituita dalla Kaijin Maru di nuova costruzione) e ha condotto immagini sismiche e campionamenti di sedimenti intorno alla caldera di Kikai, al largo la costa meridionale del Ky?sh? isola. L’eccezionale dettaglio dei dati sismici di riflessione ha rivelato la struttura sedimentaria con una risoluzione verticale di 3 metri e fino ad una profondità di diverse centinaia di metri sotto il fondale marino. Shimizu spiega: “Poiché i materiali espulsi vulcanici depositati in mare si conservano bene, registrano molte informazioni al momento dell’eruzione. Utilizzando indagini sismiche a riflessione ottimizzate per questo obiettivo e identificando i sedimenti raccolti, siamo stati in grado di ottenere informazioni importanti sulla distribuzione, sul volume e sui meccanismi di trasporto dell’ejecta.”

Nel loro articolo pubblicato su Giornale di vulcanologia e ricerca geotermica, i geoscienziati riferiscono che un’eruzione avvenuta 7.300 anni fa ha espulso una grande quantità di prodotti vulcanici (cenere, pomice, ecc.) che si sono depositati in un’area di oltre 4.500 chilometri quadrati attorno al luogo dell’eruzione. Con un volume equivalente di roccia densa compreso tra 133 e 183 chilometri cubi, l’evento fu la più grande eruzione vulcanica avvenuta nell’Olocene (gli 11.700 anni più recenti di storia della Terra successivi alla fine dell’ultima era glaciale) conosciuta dalla scienza. .

Nel corso delle loro analisi, il gruppo di ricerca ha confermato che le sedimentazioni sul fondo dell’oceano e quelle depositate sulle isole vicine hanno la stessa origine e dalla loro distribuzione intorno al luogo dell’eruzione potrebbero chiarire l’interazione tra il flusso piroclastico e l’acqua. Notarono che la porzione sottomarina del flusso poteva percorrere grandi distanze anche in salita.

Le loro scoperte forniscono nuove intuizioni sulle sfuggenti dinamiche dei mega eventi vulcanici che potrebbero rivelarsi utili per identificare i resti di altri eventi e per stimarne le dimensioni. Seama spiega: “Le grandi eruzioni vulcaniche come quelle ancora non sperimentate dalla civiltà moderna si basano su registrazioni sedimentarie, ma è stato difficile stimare i volumi eruttivi con elevata precisione perché molti dei materiali vulcanici depositati sulla terra sono andati perduti a causa dell’erosione. Ma le gigantesche eruzioni della caldera sono un fenomeno importante nella geoscienza, e poiché sappiamo anche che hanno influenzato il clima globale e quindi la storia umana in passato, comprendere questo fenomeno ha anche un significato sociale». In questa luce, è affascinante pensare che l’evento che creò una caldera delle dimensioni di una moderna capitale sia stato in realtà il più grande evento vulcanico da quando l’uomo si è diffuso in tutto il mondo.

Questa ricerca è stata finanziata dal Ministero dell’Istruzione, della Cultura, dello Sport, della Scienza e della Tecnologia del Giappone nell’ambito del Programma di osservazione e ricerca sui rischi dei terremoti e dei vulcani (Ricerca sulla riduzione dei rischi dei terremoti e dei vulcani) e della Società giapponese per la promozione della scienza (sovvenzione 20H00199) .



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