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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Come il cambiamento climatico influenzerà la trasmissione della malaria

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Secondo un nuovo studio, un nuovo modello per prevedere gli effetti del cambiamento climatico sulla trasmissione della malaria in Africa potrebbe portare a interventi più mirati per controllare la malattia.

I metodi precedenti utilizzavano i totali delle precipitazioni per indicare la presenza di acque superficiali adatte alla riproduzione delle zanzare, ma la ricerca condotta dall’Università di Leeds ha utilizzato diversi modelli climatici e idrologici per includere processi reali di evaporazione, infiltrazione e flusso attraverso i fiumi.

Questo approccio innovativo ha creato un quadro più approfondito delle condizioni favorevoli alla malaria nel continente africano.

Ha inoltre evidenziato il ruolo dei corsi d’acqua come il fiume Zambesi nella diffusione della malattia, poiché si stima che quasi quattro volte la popolazione viva in aree adatte alla malaria per un massimo di nove mesi all’anno rispetto a quanto si pensasse in precedenza.

La ricerca intitolata “La futura idoneità ambientale della malaria in Africa è sensibile all’idrologia” è stata finanziata dal Natural Environment Research Council ed è pubblicata oggi (9 maggio 2024) sulla rivista Scienza.

Il dottor Mark Smith, professore associato di ricerca sull’acqua presso la School of Geography di Leeds e autore principale dello studio, ha dichiarato: “Questo ci fornirà una stima fisicamente più realistica di dove in Africa migliorerà o peggiorerà la malaria.

“E man mano che diventano disponibili stime sempre più dettagliate dei flussi d’acqua, possiamo utilizzare questa comprensione per indirizzare la definizione delle priorità e la personalizzazione degli interventi contro la malaria in modo più mirato e informato. Ciò è davvero utile date le scarse risorse sanitarie che spesso sono disponibili”.

La malaria è una malattia trasmessa da vettori sensibile al clima che ha causato 608.000 morti su 249 milioni di casi nel 2022.

Il 95% dei casi globali sono segnalati in Africa, ma negli ultimi anni la riduzione dei casi è rallentata o addirittura invertita, in parte attribuita a uno stallo negli investimenti nelle risposte globali al controllo della malaria.

I ricercatori prevedono che le condizioni calde e secche causate dai cambiamenti climatici porteranno a una diminuzione complessiva delle aree adatte alla trasmissione della malaria dal 2025 in poi.

Il nuovo approccio basato sull’idrologia mostra anche che i cambiamenti nell’idoneità alla malaria si osservano in luoghi diversi e sono più sensibili alle future emissioni di gas serra di quanto si pensasse in precedenza.

Ad esempio, le riduzioni previste nell’idoneità alla malaria in tutta l’Africa occidentale sono più estese di quanto suggerito dai modelli basati sulle precipitazioni, estendendosi fino al Sud Sudan, mentre gli aumenti previsti in Sud Africa sembrano ora seguire corsi d’acqua come il fiume Orange.

Il coautore dello studio, il professor Chris Thomas dell’Università di Lincoln, ha dichiarato: “Il progresso chiave è che questi modelli tengono conto del fatto che non tutta l’acqua rimane dove piove, e questo significa che le condizioni di riproduzione adatte anche alle zanzare della malaria possono essere più diffuse – – soprattutto lungo le principali pianure alluvionali dei fiumi nelle regioni aride e savane tipiche di molte regioni dell’Africa.

“Ciò che sorprende nel nuovo modello è la sensibilità della durata della stagione ai cambiamenti climatici: questo può avere effetti drammatici sulla quantità di malattie trasmesse”.

Simon Gosling, professore di rischi climatici e modellistica ambientale presso l’Università di Nottingham, è coautore dello studio e ha contribuito a coordinare gli esperimenti di modellazione dell’acqua utilizzati nella ricerca. Ha affermato: “Il nostro studio evidenzia il modo complesso in cui i flussi delle acque superficiali modificano il rischio di trasmissione della malaria in tutta l’Africa, reso possibile grazie a un importante programma di ricerca condotto dalla comunità globale di modellizzazione idrologica per compilare e rendere disponibili stime degli impatti dei cambiamenti climatici sull’acqua. scorre attraverso il pianeta.

“Anche se una riduzione complessiva del rischio futuro di malaria potrebbe sembrare una buona notizia, ha il costo di una ridotta disponibilità di acqua e di un rischio maggiore di un’altra malattia significativa, la dengue”.

I ricercatori sperano che ulteriori progressi nella loro modellizzazione consentiranno di ottenere dettagli ancora più fini delle dinamiche dei corpi idrici che potrebbero aiutare a informare le strategie nazionali di controllo della malaria.

Il dottor Smith ha aggiunto: “Stiamo arrivando presto al punto in cui utilizziamo i dati disponibili a livello globale non solo per dire dove sono i possibili habitat, ma anche quali specie di zanzare hanno maggiori probabilità di riprodursi e dove, e ciò consentirebbe alle persone di mirare davvero ai loro bisogni”. interventi contro questi insetti.”



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