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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Le alte temperature potrebbero aver causato oltre 70.000 morti in eccesso in Europa nel 2022

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Secondo uno studio condotto dal Barcelona Institute for Global Health (ISGlobal), un centro di ricerca sostenuto dalla Fondazione “la Caixa”, il carico di mortalità legato al caldo durante l’estate del 2022 in Europa potrebbe aver superato i 70.000 decessi. Gli autori dello studio, pubblicato in The Lancet Regional Health – Europa, riviste al rialzo le prime stime della mortalità associata alle temperature record nel 2022 nel continente europeo.

In uno studio precedente, pubblicato in Medicina della natura, lo stesso team ha utilizzato modelli epidemiologici applicati ai dati settimanali di temperatura e mortalità in 823 regioni di 35 paesi europei e ha stimato che il numero di morti premature legate al caldo nel 2022 sarà pari a 62.862. In quello studio, gli autori hanno riconosciuto che l’uso di dati settimanali dovrebbe sottostimare la mortalità correlata al caldo e hanno sottolineato che sono necessari dati di serie temporali giornaliere per stimare accuratamente l’impatto delle alte temperature sulla mortalità.

L’obiettivo del nuovo studio era quello di sviluppare un quadro teorico in grado di quantificare gli errori derivanti dall’uso di dati aggregati, come le serie temporali settimanali e mensili di temperatura e mortalità. I modelli basati su dati aggregati temporalmente sono utili perché i dati aggregati sono disponibili in tempo reale da istituzioni come Eurostat, facilitando la quantificazione del rischio per la salute entro pochi giorni dalla sua comparsa. Per sviluppare un quadro teorico, il gruppo di ricerca ha aggregato le temperature giornaliere e i record di mortalità di 147 regioni in 16 paesi europei. Hanno poi analizzato e confrontato le stime della mortalità correlata al caldo e al freddo secondo diversi livelli di aggregazione: giornaliero, settimanale, bisettimanale e mensile.

L’analisi ha rivelato differenze nelle stime epidemiologiche in base alla scala temporale dell’aggregazione. In particolare, è stato riscontrato che i modelli settimanali, bisettimanali e mensili sottostimavano gli effetti del caldo e del freddo rispetto al modello giornaliero e che il grado di sottostima aumentava con la lunghezza del periodo di aggregazione. Nello specifico, per il periodo 1998-2004, il modello giornaliero stimava una mortalità annua correlata al freddo e al caldo pari rispettivamente a 290.104 e 39.434 morti premature, mentre il modello settimanale sottostimava questi numeri rispettivamente dell’8,56% e del 21,56%.

“È importante notare che le differenze erano molto piccole durante i periodi di freddo e caldo estremi, come l’estate del 2003, quando la sottostima da parte del modello di dati settimanali era solo del 4,62%”, spiega Joan Ballester Claramunt, la ricercatrice ISGlobal che guida lo studio. Progetto EARLY-ADAPT del Consiglio Europeo della Ricerca.

Il team ha utilizzato questo quadro teorico per rivedere il carico di mortalità attribuito alle temperature record registrate nel 2022 nel loro studio precedente. Secondo i calcoli effettuati utilizzando il nuovo approccio metodologico, tale studio ha sottostimato la mortalità correlata al caldo del 10,28%, il che significherebbe che l’effettivo carico di mortalità correlato al caldo nel 2022, stimato utilizzando il modello di dati giornalieri, è stato di 70.066 decessi, e non 62.862 morti come inizialmente stimato.

Utilizzo dei dati settimanali per analizzare gli effetti delle temperature nel breve termine

“In generale, non troviamo modelli basati su dati aggregati mensili utili per stimare gli effetti a breve termine delle temperature ambientali”, spiega Ballester. “Tuttavia, i modelli basati su dati settimanali offrono una precisione sufficiente nelle stime di mortalità per essere utili nella pratica in tempo reale nella sorveglianza epidemiologica e per informare le politiche pubbliche come, ad esempio, l’attivazione di piani di emergenza per ridurre l’impatto delle ondate di caldo e ondate di freddo.”

In quest’area di ricerca è un vantaggio poter utilizzare dati settimanali poiché i ricercatori spesso incontrano ostacoli burocratici che rendono difficile o impossibile progettare studi epidemiologici su larga scala basati su dati giornalieri. Secondo Ballester, quando non sono disponibili dati giornalieri, l’utilizzo di dati settimanali, facilmente accessibili per l’Europa in tempo reale, è una soluzione che può offrire “una buona approssimazione delle stime ottenute utilizzando il modello dei dati giornalieri”.



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