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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Curatori e speleologi: come il suggerimento di uno scienziato cittadino ha portato a scoperte profonde nelle grotte dello Utah

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Gli scienziati del Museo di storia naturale dello Utah hanno fatto un tuffo nel passato non così lontano grazie a un suggerimento amichevole della comunità speleologica dello Utah. In un articolo pubblicato questa settimana dal Giornale di mammalogiacinque scienziati del Museo di Storia Naturale dello Utah (NHMU) e colleghi della comunità speleologica dello Utah hanno pubblicato la prima ricerca frutto del loro lavoro collaborativo sul campo nelle profondità delle grotte dello Utah.

L’articolo di approfondimento della rivista rivela perché le grotte costituiscono archivi di ricerca così avvincenti; cosa è stato scoperto nella grotta Boomerang, nel nord dello Utah; perché i resti scheletrici forniscono un nuovo accesso a dati difficili da ottenere del recente passato; e offre una nuova base zoologica per i cambiamenti dei mammiferi in una comunità alpina.

“Per comprendere gli impatti del clima sugli ecosistemi alpini, registriamo le attuali specie di mammiferi, principalmente attraverso la cattura. Ma questo metodo non ci dice nulla sulla diversità dei mammiferi nel recente passato”, ha affermato Kaedan O’Brien, autore principale e autore principale della ricerca. Dottorando in antropologia presso l’Università dello Utah. “Quindi non sono stati fatti molti studi sugli ecosistemi alpini del passato perché sono più difficili da raggiungere, e quando lo si fa c’è una scarsa possibilità di trovare resti scheletrici più antichi intatti.”

Nelle parole del curatore capo e paleoecologo dell’NHMU, il dottor Tyler Faith, “Vogliamo sapere quali animali c’erano nel 1800, ma è quasi impossibile in assenza di documenti storici. Come possiamo documentare il recente passato senza una macchina del tempo?” Un’e-mail inaspettata dello speleologo locale e coautore dello studio Eric Richards ha offerto un metodo inaspettato per viaggiare nel tempo: respingere centinaia di piedi nelle caverne dello Utah per scoprire cosa potrebbe essere caduto dentro – e quando.

All’inizio del 2019, Richards ha inviato un’e-mail al curatore di paleontologia dell’NHMU, il dottor Randy Irmis, per chiedere se lui o il museo fossero interessati alle ossa di animali che aveva trovato durante le avventure nelle caverne dello Utah, e ha inviato fotografie. Irmis ha risposto subito, incluso il collega dottor Tyler Faith e O’Brien, uno studente di dottorato nel laboratorio di Faith. Il gruppo si incontrò, andò d’accordo e, dopo un paio di uscite di prova per l’addestramento sull’attrezzatura, Faith e Irmis si calarono nelle caverne per raccogliere ossa di animali scomparsi.

“Per essere chiari, questo progetto non sarebbe mai stato realizzato senza che gli speleologi ci avessero contattato, investendo tempo e allenandosi con noi. Eric e sua moglie Fumiko ci hanno letteralmente ‘mostrato il mestiere'”, ha detto Faith. “Spero che le persone si rendano conto che la ricerca non viene svolta solo dagli scienziati che lavorano al museo, ma può anche essere una collaborazione pubblica, in questo caso con esperti qualificati (non provatelo a casa).”

Dopo che Faith ha ottenuto un permesso di ricerca dal servizio forestale degli Stati Uniti nel settembre 2019, Richards ha portato la squadra alla Boomerang Cave nella catena del Bear River Range, dove hanno raccolto campioni per le analisi di laboratorio del museo. O’Brien ha gestito la parte del leone in quel lavoro su cui si basa l’articolo.

“Identificare i resti scheletrici è un lavoro scrupoloso, perché basta andare osso per osso, ordinarli per dimensione ed elemento, e poi confrontarli con gli esemplari dei voucher dei musei regionali”, ha detto O’Brien. Ma il risultato è entusiasmante.

Utilizzando la datazione al radiocarbonio, è stato dimostrato che i fossili trovati nella grotta di Boomerang coprono gli ultimi 3.000 anni, con la maggior parte degli ultimi 1.000 anni circa. Il confronto di questi fossili con i documenti dei musei e con i mammiferi attuali raccolti dai coautori e dagli zoologi dell’NHMU, il dottor Eric Rickart e Katrina Derieg, ha mostrato che la grotta forniva un riflesso fedele della diversità dei mammiferi nell’area. Forse la cosa più interessante è che i fossili hanno rivelato anche la presenza di specie sconosciute alla regione, come il toporagno di Merriam. L’elenco completo dei fossili è nel presente Giornale di mammalogiainsieme ad ulteriori informazioni sul motivo per cui questa ricerca è importante.

“Il nostro lavoro evidenzia il valore della raccolta di resti scheletrici dalle caverne come metodo conveniente e accurato per comprendere le comunità di mammiferi”, ha affermato Irmis. “Le grotte ci aiutano a creare registrazioni complete e a lungo termine e a comprendere meglio come gli animali sono cambiati nel recente passato.”

Faith, Irmis e O’Brien attribuiscono il continuo successo di questa ricerca alla curiosità e alla generosità della comunità speleologica dello Utah.



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