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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Una nuova ricerca spiega perché i bambini evitano i gravi sintomi di COVID-19

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Grafico del coronavirus, cellule SARS-CoV-2. Credito: Garvan Institute of Medical Research

Secondo una nuova ricerca, i bambini mostrano una robusta risposta immunitaria iniziale al coronavirus, tuttavia, non sono in grado di trasferire questa risposta alle cellule T della memoria di lunga durata come fanno gli adulti.

I ricercatori guidati dagli scienziati del Garvan Institute of Medical Research hanno scoperto perché i bambini hanno ampiamente evitato i gravi sintomi di

“Il prezzo che i bambini pagano per essere così bravi a sbarazzarsi del virus in primo luogo è che non hanno l’opportunità di sviluppare una memoria ‘adattativa’ per proteggerli la seconda volta che vengono esposti al virus”, afferma l’autore principale, il professor Tri Phan, capo del laboratorio di microscopia intravitale ed espressione genica (IMAGE) e co-direttore del programma di immunologia di precisione presso Garvan.

“Poiché i bambini non sono stati esposti a molti virus, il loro sistema immunitario è ancora ‘ingenuo’. E poiché non sviluppano cellule T di memoria, corrono il rischio di ammalarsi quando vengono reinfettati. Con ogni nuovo episodio infettivo man mano che invecchiano, c’è il rischio che le loro cellule T diventino “esaurite” e inefficaci, come le cellule T nelle persone anziane. Ecco perché pensiamo che sia importante vaccinare i bambini”, dice.

Il sistema immunitario ha due modalità. Il sistema immunitario innato è la prima linea di difesa, comprendente barriere fisiche come la pelle e le superfici mucose che impediscono ai virus di entrare. È anche composto da cellule che producono sostanze chimiche per segnalare ad altre cellule e allontanare i virus. Il sistema immunitario innato non distingue tra un tipo di virus e un altro.


La seconda linea di difesa comprende le cellule B e T del sistema immunitario adattativo. Queste cellule hanno recettori specifici in grado di riconoscere e distinguere diverse parti di un virus e generare una risposta rapida per neutralizzarlo o limitarlo.

I neonati iniziano con una tabula rasa del sistema immunitario, che ha una percentuale molto più alta di cellule T naïve, hanno scoperto i ricercatori. Man mano che passano dall’infanzia all’età adulta e vengono esposti a più virus, le cellule T naïve vengono sostituite da cellule T della memoria che sono bloccate per rispondere ai virus che hanno visto prima.

“Nel corso del tempo, man mano che si contraggono infezioni, il sistema immunitario diventa più ‘istruito’, consentendo di effettuare una risposta immunitaria più rapida che è strettamente abbinata ai virus che ti hanno infettato in precedenza”, afferma il professore associato Philip Britton, medico di malattie infettive pediatriche presso il Children’s Hospital di Westmead e responsabile clinico dello studio. “Il sistema immunitario dei bambini passa dal fare affidamento principalmente sul sistema innato al bisogno del sistema adattivo come backup man mano che invecchiano e non sono in grado di eliminare i virus così rapidamente”.

Nel nuovo studio, pubblicato sulla rivista Clinical Immunology, il professor Phan, il professore associato Britton e colleghi hanno fatto un tuffo profondo per studiare le cellule T e le risposte immunitarie cellulari di un piccolo gruppo di bambini e dei loro contatti familiari che presentavano sintomi lievi o assenti. da infezione da coronavirus (SARS-CoV-2).


I ricercatori hanno sequenziato campioni di globuli bianchi per analizzare le cellule T nei bambini e negli adulti al momento dell’infezione acuta e un mese dopo.

Poiché hanno studiato i contatti familiari che erano stati infettati, i ricercatori hanno potuto controllare l’impatto delle influenze genetiche o ambientali sulla risposta immunitaria.

Hanno scoperto che i bambini avevano molte cellule T naïve diverse per combattere SARS-CoV-2 e hanno risposto al virus con scarse cellule T della memoria dopo la guarigione, mentre gli adulti avevano poche cellule T naïve ma hanno risposto bene alle cellule T della memoria dopo il recupero.

È interessante notare che i risultati indicano perché gli anziani possono avere una sorta di reazione eccessiva immunitaria alla SARS-CoV-2.

«Quando gli adulti vengono infettati per la prima volta da SARS-CoV-2, le loro cellule T della memoria riconoscono solo ciò che hanno visto prima, come una parte familiare del coronavirus che è condivisa con i comuni coronavirus del raffreddore», afferma il professor Phan.

“Questo può bloccare il sistema immunitario in una risposta errata che non è specifica per SARS-CoV-2. Fornisce un’opportunità al virus di sfuggire e moltiplicarsi senza controllo per causare sintomi più gravi mentre il sistema immunitario aumenta per cercare di risolvere il problema.

Riferimento: “Monitoraggio delle dinamiche clonali delle cellule T specifiche per SARS-CoV-2 in bambini e adulti con COVID-19 lieve/asintomatico” di Weng Hua Khoo, Katherine Jackson, Chansavath Phetsouphanh, John J. Zaunders, José Alquicira-Hernandez, Seyhan Yazar, Stephanie Ruiz-Diaz, Mandeep Singh, Rama Dhenni, Wunna Kyaw, Fiona Tea, Vera Merheb, Fiona XZ Lee, Rebecca Burrell, Annaleise Howard-Jones, Archana Koirala, Li Zhou, Aysen Yuksel, Daniel R. Catchpoole, Catherine L. Lai e Tri Giang Phan, 17 dicembre 2022, Immunologia Clinica.
DOI: 10.1016/j.clim.2022.109209

Lo studio è stato finanziato dalla signora Janice Gibson e dalla Ernest Heine Family Foundation, dal National Health and Medical Research Council (NHMRC), da un UNSW Cellular Genomics Futures Institute e da UNSW Scientia PhD Scholarship, da un Garvan Institute COVID Catalytic Grant, da UNSW COVID -19 Rapid Response Research Initiative, i National Institutes of Health Centers of Excellence for Influenza Research and Response (CEIRR) COVID-19, la Snow Medical Foundation BEAT COVID-19 e la Griffith University.


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