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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Meccanismo quantistico identificato come chiave per accelerare la temperatura dell’oceano

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Secondo uno scienziato australiano, l’accelerazione dell’assorbimento di calore da parte degli oceani che non si adatta agli attuali modelli climatici può ora essere spiegata dalla fisica quantistica.

In un recente articolo pubblicato su Giornale delle comunicazioni di fisicaGeoff Smith, professore emerito di fisica applicata presso l’Università della Tecnologia di Sydney (UTS), propone un nuovo “paradigma della fisica termica quantistica” per comprendere meglio l’impatto del riscaldamento globale sugli oceani e quindi sul clima e sulle condizioni meteorologiche.

Il professor Smith ha affermato che i dati accumulati in 70 anni hanno mostrato un aumento accelerato delle temperature oceaniche e dell’energia totale immagazzinata negli oceani, con il mondo che all’inizio di quest’anno ha superato quella che è stata descritta come una “pietra miliare inquietante”: una temperatura media globale record della superficie del mare di 21,1. °C.

“Gli attuali modelli scientifici in presenza di continui aumenti dei gas serra atmosferici non prevedono questa minacciosa accelerazione”, ha affermato il professor Smith.

“La soluzione a questo enigma è che l’energia immagazzinata negli oceani è una combinazione di calore ed energia che è la fonte naturale di informazioni sulle proprietà dei materiali.

“Quando l’acqua dell’oceano viene riscaldata dalle radiazioni del sole e del cielo, immagazzina energia non solo sotto forma di calore, ma come coppie ibride di fotoni accoppiati a molecole d’acqua oscillanti.

“Queste coppie sono una forma naturale di informazione quantistica, diversa dalle informazioni che i ricercatori stanno perseguendo nello sviluppo dell’informatica quantistica. Questa riserva extra di energia è sempre stata presente e ha aiutato la stabilità termica dell’oceano prima del 1960.

“Ma ora il calore medio dissipato durante la notte dal riscaldamento di ogni giorno non è più stabile poiché l’apporto di calore extra dall’atmosfera terrestre aumenta entrambe le forme di energia immagazzinata”.

Il professor Smith ha affermato che il ruolo evidente dell’energia non termica nell’accelerazione delle temperature oceaniche deve ora essere preso in considerazione nei modelli climatici.

“I nostri attuali modelli per le risposte termiche dei sistemi esterni costruiti e naturali potrebbero anche aver bisogno di essere perfezionati per migliorare il comfort, un minore utilizzo dell’energia fornita e una migliore salute umana, vegetale e animale in un clima caldo”, ha affermato il professor Smith.

“Alla fine, però, l’unico modo per rallentare e poi fermare un’allarmante accelerazione della temperatura è fermare l’aumento dei gas serra atmosferici”.



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