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 sismico di Singapore potrebbe guidare la costruzione urbana e lo sviluppo delle energie rinnovabili

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Un nuovo studio sismico di Singapore potrebbe guidare la crescita urbana e lo sviluppo delle energie rinnovabili nella nazione della città costiera, dove vivono 5,6 milioni di residenti in un’area di 734 chilometri quadrati.

Lo studio, pubblicato in Lettere di ricerca sismologicaIdentifica le aree con un aumentato rischio di tremolio del terreno e un possibile serbatoio per la produzione di energia geotermica, nonché uno sguardo alla storia tettonica di Singapore.

Jiayuan Yao della China University for Geosciences e colleghi hanno analizzato i dati teleseismici catturati da alcune stazioni sismiche permanenti e un array sismico nodale dispiegato nel 2019 in tutta la città. I loro risultati forniscono il primo sguardo dettagliato alla profondità dei sedimenti di alto livello.

“Questi dati sono preziosi per valutare potenziali pericoli sismici”, ha affermato Yao. “I nostri risultati suggeriscono che le aree con sedimenti morbidi, in particolare la terra di recupero a Singapore orientale, probabilmente avvertiranno un’amplificazione del movimento sismico più elevato.”

Circa il 20% di Urban Singapore è composto da terreni bonificati, dove è stata aggiunta sabbia e aree pomparie per espandere la quantità di terreni utilizzabili. Le onde sismiche che attraversano questi sedimenti morbidi diventano più forti di ampiezza, portando a un agitazione più forte che ha maggiori probabilità di danneggiare l’infrastruttura.

Singapore si trova a poche centinaia di chilometri a est della zona di megathrust Sunda Sunda Sunda, che ha prodotto il terremoto e lo tsunami dell’Oceano Indiano del 2004 che hanno ucciso quasi 230.000 persone. Yao e colleghi notano che una migliore comprensione del treno a terra a Singapore può aiutare a preparare la nazione ai futuri grandi terremoti regionali.

“Questi risultati dell’amplificazione del movimento del terreno sottolineano l’importanza di considerare le condizioni geologiche locali nella valutazione del rischio sismico e nella costruzione di città intelligenti”, ha affermato Yao, che ha osservato che il team di ricerca può presentare un rapporto formale sui loro risultati al governo di Singapore.

Nel loro studio, Yao e colleghi hanno anche scoperto un’area di velocità sismica relativamente bassa sotto la primavera calda di Sembawang nella parte settentrionale di Singapore, che si estende dalla superficie a circa 5 chilometri di profondità. L’anomalia indica una fonte di calore nella crosta profonda sotto la molla. L’alto flusso di calore del mantello potrebbe essere la fonte, hanno osservato i ricercatori, sebbene non possano escludere la possibilità di calore prodotto da elementi radioattivi nel granito sottostante.

Le crepe nel granito potrebbero essere sfruttate per utilizzare la fonte di calore per la produzione di energia geotermica, suggeriscono YAO e colleghi, ma un array nodale più denso dovrebbe essere schierato intorno alla primavera per dare un’occhiata migliore al sottosuolo.

I ricercatori hanno combinato i loro risultati con precedenti sondaggi geologici per ricostruire una possibile storia tettonica per Singapore. Il fondamento cruscale attraverso Singapore centrale e orientale è probabilmente il risultato dell’intrusione magmatica generata dalla subduzione della lastra oceanica Paleo-Tethys sotto il terreno Malaya orientale circa 250 a 230 milioni di anni fa. I sedimenti nella Western Singapore sono stati depositati tra 230 e 220 milioni di anni dopo come parte del sistema di arco vulcanico dell’isola di Sukhothai.

Yao ha affermato che il team di ricerca vorrebbe raccogliere e analizzare i dati sul rumore ambientale accanto a indagare su strutture di sottosuolo superficiale a Singapore e “misurare i piccoli cambiamenti di velocità sismica per tenere traccia dei cambiamenti nello stoccaggio dell’acqua in profondità”.



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