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 sfida la visione classica dell’origine della Corrente Circumpolare Antartica e mette in guardia sulla sua vulnerabilità

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La Corrente Circumpolare funziona come regolatore del clima del pianeta. Si ritiene che le sue origini abbiano causato la formazione del ghiaccio permanente in Antartide circa 34 milioni di anni fa. Ora, uno studio condotto dall’Università di Barcellona, ​​dall’Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC) e dall’Imperial College London (Regno Unito) ha messo in dubbio questa teoria e ha cambiato la comprensione di come la calotta glaciale in Antartide sviluppati in passato e cosa ciò potrebbe significare in futuro con i cambiamenti climatici del pianeta.

L’articolo, pubblicato sulla rivista Geoscienza della naturarompe con la visione classica sulle origini della Corrente Circumpolare Antartica, la più grande corrente marina sulla Terra e che è decisiva nella circolazione oceanica e nel cambiamento climatico.

La corrente oceanica più potente del pianeta

“Finora si pensava che la corrente polare favorisse la formazione di ghiaccio in Antartide. Il nostro studio rivela che la corrente oceanografica risale a un periodo successivo all’inizio della glaciazione antartica”, osserva il professor Dimitris Evangelinos, primo autore dello studio e membro di il Gruppo di ricerca consolidato sulle geoscienze marine della Facoltà di Scienze della Terra dell’UB e dell’Imperial College di Londra.

“Questa scoperta implica un cambiamento di prospettiva scientifica nel campo della ricerca antartica sull’interazione tra la corrente polare e il ghiaccio antartico”, osserva l’esperto. E continua: “Le conclusioni rivelano che questa corrente è sensibile ai cambiamenti delle condizioni climatiche, una condizione che mette in pericolo la protezione del clima del supercontinente ghiacciato”.

L’articolo include la collaborazione dei team del Laboratorio di Paleomagnetismo dei Centri Scientifici e Tecnologici dell’UB (CCiTUB) e di Geosciences Barcelona (GEO3BCN-CSIC), dell’Università di Granada, dell’Università di Salamanca e dell’Università di Bordeaux, tra gli altri.

Un cambio di paradigma nella ricerca in Antartide

La comunità scientifica dibatte da anni sulle origini e sulle caratteristiche della Corrente Circumpolare Antartica. Oltre a collegare i tre bacini principali dell’Oceano Australe (Atlantico, Polare e Indiano), questa massa di acque polari regola il trasporto di nutrienti ed energia verso le regioni a bassa latitudine.

“L’Artico è la regione planetaria con il maggiore impatto sul riscaldamento globale. In Antartide gli effetti non sono così intensi, e ciò è dovuto all’isolamento termico generato dalla corrente circumpolare, che impedisce alle acque calde di raggiungere il continente bianco, ” osserva la professoressa Isabel Cacho, del Dipartimento di Dinamiche della Terra e dell’Oceano dell’UB.

Questo studio mette in discussione l’ipotesi più accettata, secondo la quale la Corrente Circumpolare Antartica è apparsa quando la tettonica a placche separò il continente Antartico da quello Sudamericano e aprì i passaggi di Drake e Tasman nell’Oceano Antartico.

“Ciò significa che il ghiaccio in Antartide si è formato prima dell’esistenza della corrente circumpolare”, afferma il ricercatore. “Il nuovo studio dimostra che questa corrente circumpolare non è ciò che ha causato la glaciazione antartica, ma la conseguenza della formazione del ghiaccio.”

Lo studio apre nuove prospettive per la comprensione dell’interazione tra la Corrente Circumpolare Antartica e la calotta glaciale antartica. “Comprendere come funzionano questi meccanismi è essenziale per comprendere le dinamiche oceaniche attuali e future e le dinamiche passate dell’Oceano Antartico e, cosa ancora più importante, per quanto riguarda la sfida del cambiamento climatico”, concludono gli esperti.



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