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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Proprietà di inversione della latenza dell’HIV nelle piante africane

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Una collaborazione tra il Wistar Institute e l’Università di Buea in Camerun ha scoperto i meccanismi di una pianta medicinale con potenziale anti-HIV nel Croton oligandrus Pierre & Hutch, una specie di albero africano che è stato utilizzato nella medicina tradizionale in Camerun per trattare un’infezione varietà di malattie e condizioni tra cui tumori e diabete.

Il gruppo di ricerca – una collaborazione tra Fidele Ntie-Kang, Ph.D., professore associato di scienze farmaceutiche presso l’Università di Buea e direttore del Centro per la scoperta dei farmaci dell’Università di Buea, e Ian Tietjen, Ph.D. , Professore assistente e Direttore educativo di Studi globali e partenariati presso il Centro di istruzione e formazione Hubert JP Schoemaker del Wistar Institute – hanno pubblicato i loro risultati nel Giornale di farmacologia sperimentale nel loro giornale, “Croton oligandro Gli estratti e i composti isolati di Pierre & Hutch (Euphorbiaceae) invertono la latenza dell’HIV-1.”

Questa ricerca è una delle numerose scoperte sui composti chimici africani frutto della collaborazione tra Wistar e il Centro per la scoperta dei farmaci dell’Università di Buea, iniziata nel 2021. Oltre a contribuire a far avanzare la ricerca sulla cura dell’HIV in Camerun, questa collaborazione ha anche fornito un opportunità per l’autrice principale Chantal Emade Nkwelle di viaggiare dal Camerun per lavorare al Wistar per cinque mesi, apprendere molte delle tecniche di laboratorio di Wistar sulla ricerca sull’HIV e trasferirle nuovamente all’Università di Buea.

“Questo lavoro dimostra il valore delle partnership globali per la ricerca di una cura per l’HIV”, ha affermato Luis Montaner, DVM, D.Phil., Vicepresidente esecutivo di Wistar e direttore del Centro per la cura dell’HIV e le malattie virali, che guida gli sforzi di ricerca sull’HIV di Wistar ed è stato coautore dell’articolo. “Una cura efficace dovrà raggiungere le persone in tutto il mondo e, sfruttando la tradizionale etnomedicina africana, stiamo facendo progressi verso una cura che tenga presente l’accessibilità”.

Anche se l’HIV può essere gestito efficacemente in tutto il mondo con la terapia antiretrovirale, o ART, la malattia non ha ancora una cura accessibile. Anche con il trattamento ART permanente, il virus rimane latente in serbatoi in tutto il corpo che possono riattivarsi in qualsiasi momento e, a lungo termine, questi serbatoi possono contribuire all’infiammazione cronica e alle comorbilità.

Per rispondere alla necessità di strategie di cura dell’HIV nell’Africa subsahariana, i ricercatori Wistar hanno unito le forze con il team dell’Università di Buea in Camerun per valutare le attività degli estratti chimici di C. oligandrus sulla latenza dell’HIV.

“Questo Crotone La specie è stata scelta per lo studio perché ha una lunga storia, insieme alle piante africane correlate, di utilizzo in etnomedicina. Per migliaia di anni, le persone in Camerun e nei paesi vicini hanno fatto affidamento sulla medicina tradizionale a base vegetale dei guaritori per curare una varietà di malattie, dal cancro al diabete e, più recentemente, persino all’HIV. La nostra collaborazione con il Wistar Institute, oltre alla scoperta scientifica, ci ha anche fornito lo sviluppo di capacità di sviluppo umano”, afferma la Dott.ssa Ntie-Kang.

Basandosi sul lavoro svolto su specie simili di piante utilizzate nell’etnomedicina africana, il gruppo di ricerca ha studiato se i composti attivi dal punto di vista medicinale in C. oligandrus potrebbero essere agenti di inversione della latenza, o LRA, sostanze che riattivano l’HIV latente. Gli LRA sono una componente fondamentale della ricerca sulla cura dell’HIV a causa del loro ruolo in quello che viene chiamato “kick and kill”, l’idea che l’HIV può essere risvegliato e preso di mira attivamente per eliminare il serbatoio virale.

Isolando i composti dalla polvere essiccata della corteccia della pianta, i dott. Tietjen, Ntie-Kang e i loro team sono stati in grado di eseguire test progettati per verificare se i composti hanno invertito la latenza dell’HIV in vitro, un’ipotesi che è stata confermata per quattro dei sei composti isolati. In particolare, alcuni di questi composti hanno sinergizzato – cioè hanno ottenuto un’inversione di latenza “maggiore della somma delle sue parti” – quando somministrati con composti LRA preesistenti.

“Il nostro lavoro dimostra che c’è motivo di sperare C. oligandrus“Costringere l’HIV a uscire allo scoperto in modo che i ricercatori possano uccidere il virus è una sfida, quindi identificare un composto LRA che sinergizza con altri enti locali e regionali per migliorare la propria forza è una vittoria, soprattutto se si considera la sua scoperta in una parte del mondo dove la ricerca sulla cura dell’HIV avrà un impatto così grande. Stiamo anche dimostrando l’importanza e il valore della conoscenza tradizionale che i guaritori locali utilizzano da generazioni, quindi è di vitale importanza rispettare e sostenere questa conoscenza. Non vediamo l’ora di saperne di più su come i composti di questa pianta possano aiutare gli sforzi di ricerca sulla cura dell’HIV in Camerun e nel mondo”.

Secondo la signora Chantal Emade Nkwelle, la visita al Wistar Institute è stata un’opportunità unica per condurre ricerche in laboratori partner all’avanguardia e generare risultati pubblicabili che contribuiranno al suo dottorato di ricerca, con tutti i costi della vita coperti attraverso il Calestous Borsa di studio Juma Science Leadership assegnata alla Dott.ssa Ntie-Kang e ad altri tredici scienziati africani dalla Fondazione Bill & Melinda Gates.

Lo studio comprendeva anche il lavoro dei tirocinanti del programma di formazione per tecnici biomedici (BTT) e degli studenti del programma di ricerca per studenti universitari (REU), che hanno partecipato a esperimenti ELISA sulle citochine come parte dell’impegno di Wistar nel fornire ai tirocinanti un’esperienza scientifica orientata alla ricerca.



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