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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Scienze & AmbienteL’ossigeno è la chiave cosmica per la tecnologia aliena?

L’ossigeno è la chiave cosmica per la tecnologia aliena?

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Nel tentativo di comprendere il potenziale della vita oltre la Terra, i ricercatori stanno ampliando la loro ricerca per includere marcatori biologici e tecnologici. Sebbene gli astrobiologi riconoscano da tempo l’importanza dell’ossigeno per la vita come la conosciamo, l’ossigeno potrebbe anche essere una chiave per sbloccare tecnologie avanzate su scala planetaria.

In un nuovo studio pubblicato in Astronomia della natura, Adamo FrankHelen F. e Fred H. Gowen Professori di Fisica e Astronomia all’Università Università di Rochester e l’autore di Il piccolo libro degli alieni (Harper, 2023), E Amedeo Balbi, un professore associato di astronomia e astrofisica presso l’Università di Roma Tor Vergata, in Italia, delineano i legami tra l’ossigeno atmosferico e il potenziale aumento della tecnologia avanzata su pianeti lontani.

“Siamo pronti a trovare tracce di vita su mondi alieni”, afferma Frank. “Ma come ci dicono le condizioni su un pianeta riguardo alle possibilità di vita intelligente e produttrice di tecnologia?”

“Nel nostro articolo esploriamo se qualsiasi composizione atmosferica sarebbe compatibile con la presenza di tecnologia avanzata”, afferma Balbi. “Abbiamo scoperto che i requisiti atmosferici potrebbero essere piuttosto severi”.

Accendere le tecnosfere cosmiche

Frank e Balbi presuppongono che, al di là della sua necessità per la respirazione e il metabolismo negli organismi multicellulari, l’ossigeno è fondamentale per lo sviluppo del fuoco – e il fuoco è un segno distintivo di una civiltà tecnologica. Approfondiscono il concetto di “tecnosfere”, vasti regni di tecnologia avanzata che emettono segni rivelatori – chiamati “tecnofirme” – di intelligenza extraterrestre.

Sulla Terra, lo sviluppo della tecnologia ha richiesto un facile accesso alla combustione all’aria aperta, il processo alla base del fuoco, in cui qualcosa viene bruciato combinando un combustibile e un ossidante, solitamente ossigeno. Che si tratti di cucinare, forgiare metalli per strutture, produrre materiali per le case o sfruttare l’energia attraverso la combustione di combustibili, la combustione è stata la forza trainante delle società industriali.

Ripercorrendo la storia della Terra, i ricercatori hanno scoperto che l’uso controllato del fuoco e i successivi progressi metallurgici erano possibili solo quando i livelli di ossigeno nell’atmosfera raggiungevano o superavano il 18%. Ciò significa che solo i pianeti con concentrazioni significative di ossigeno saranno in grado di sviluppare tecnosfere avanzate e, quindi, di lasciare tracce tecnologiche rilevabili.

Il collo di bottiglia dell’ossigeno

I livelli di ossigeno richiesti per sostenere biologicamente la vita complessa e l’intelligenza non sono alti quanto i livelli necessari per la tecnologia, quindi mentre una specie potrebbe essere in grado di emergere in un mondo senza ossigeno, non sarà in grado di diventare una specie tecnologica, secondo ai ricercatori.

“Potresti essere in grado di ottenere la biologia – potresti anche essere in grado di ottenere creature intelligenti – in un mondo che non ha ossigeno”, dice Frank, “ma senza una fonte di fuoco pronta, non riuscirai mai a svilupparti più in alto. tecnologia perché una tecnologia più avanzata richiede carburante e fusione.

Entra nel “collo di bottiglia dell’ossigeno”, un termine coniato dai ricercatori per descrivere la soglia critica che separa i mondi in grado di promuovere civiltà tecnologiche da quelli che non sono all’altezza. Cioè, i livelli di ossigeno rappresentano un collo di bottiglia che impedisce l’emergere di tecnologie avanzate.

“La presenza di elevati livelli di ossigeno nell’atmosfera è come un collo di bottiglia da superare per avere una specie tecnologica”, afferma Frank. “Puoi far funzionare tutto il resto, ma se non hai ossigeno nell’atmosfera, non avrai una specie tecnologica.”

Mirare agli hotspot extraterrestri

La ricerca, che affronta un aspetto precedentemente inesplorato nella ricerca cosmica della vita intelligente, sottolinea la necessità di dare priorità ai pianeti con alti livelli di ossigeno nella ricerca di tecnofirme extraterrestri.

“Prendere di mira i pianeti con alti livelli di ossigeno dovrebbe avere la priorità perché la presenza o l’assenza di alti livelli di ossigeno nelle atmosfere degli esopianeti potrebbe essere un indizio importante per trovare potenziali tecnofirme”, dice Frank.

“Le implicazioni della scoperta della vita intelligente e tecnologica su un altro pianeta sarebbero enormi”, aggiunge Balbi. “Dobbiamo quindi essere estremamente cauti nell’interpretare possibili rilevamenti. Il nostro studio suggerisce che dovremmo essere scettici nei confronti delle potenziali firme tecnologiche provenienti da un pianeta con insufficiente ossigeno atmosferico”.

Fonte: Università di Rochester



Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org

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