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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Alghe galleggianti, una zattera per novellame di pesci pelagici

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Secondo un nuovo studio condotto dalla Griffith University, le macroalghe galleggianti agiscono come una zattera che fornisce l’habitat per una vasta gamma di giovani pesci oceanici.

Pubblicato in Scienza degli estuari, delle coste e degli scaffalilo studio condotto nell’area del patrimonio mondiale della costa di Ningaloo, nell’Australia occidentale, ha rivelato che i pesci erano più abbondanti intorno alle zattere di macroalghe che in acque libere, con undici specie di pesci giovani associati a Sargasso zattere e una specie sia di giovani che di adulti.

“Le zattere galleggianti di macroalghe formano un vasto habitat nelle acque costiere, sostenendo comunità abbondanti e diversificate di pesci giovani nell’oceano aperto dove la struttura e il cibo possono essere scarsi”, ha affermato l’autore principale Samuel Mazoudier, candidato con lode presso il Coastal & Marine Research Center e l’Istituto australiano dei fiumi.

Le zattere di macroalghe si formano generalmente quando le alghe attaccate al fondale marino vengono spostate durante le tempeste e galleggiano in superficie con l’aiuto di pneumatocisti (vesciche d’aria).

“Nella zona del patrimonio mondiale della costa di Ningaloo le zattere sono comunemente costituite da Sargassum spp., una specie di macroalghe che cresce abbondantemente sulle barriere coralline ma che a volte si stacca dal fondale marino durante le tempeste”, ha affermato la ricercatrice capo, la professoressa Kylie Pitt, del Coastal & Marine Research Center. e l’Australian Rivers Institute.

“Una volta staccate, le alghe galleggianti galleggiano sulla superficie dell’oceano dove le correnti possono farle convergere in estese zattere.

“Queste zattere attirano un gran numero di novellame e altri animali e rappresentano un habitat di transizione potenzialmente importante per i pesci costieri pre-insediamento.

“Le zattere di macroalghe possono superare un chilometro quadrato quando le correnti o il vento fanno convergere le singole alghe, fornendo così un ampio habitat in alcune regioni, e sono quindi importanti per sostenere la biodiversità negli ecosistemi marini.”

Questo studio, oltre a quantificare la diversità e l’abbondanza dei pesci associati Sargasso zattere in sei siti nel Ningaloo Marine Park, hanno utilizzato isotopi stabili per determinare se quali pesci associati alle zattere di alghe mangiavano o predavano.

“Infine, volevamo scoprire se la rete alimentare che sosteneva i pesci attorno alle zattere algali dipendesse dalla produzione primaria di Sargasso algale stessa o fitoplancton”, ha affermato il professor Pitt.

Quattro dei cinque tipi di pesci più campionati attorno alle zattere algali seguivano diete generaliste le cui reti alimentari erano prevalentemente sostenute dalla produzione primaria proveniente da Sargasso spp. (55-72%) rispetto al plancton.

Anche se in questo studio sono state campionate solo piccole zattere di alghe inferiori a un metro quadrato, queste contenevano un gran numero di pesci giovani.

“Sono stati osservati più di 80 pesci attorno ad una singola alga galleggiante”, ha detto Mazoudier. “In questa regione si formano anche zattere molto più grandi, che superano i 100 metri quadrati, e possono attirare animali più grandi, compresi i calamari adulti.”

“La prevalenza di novellame in giro Sargasso rafts evidenzia un’interazione bentonico-pelagica bidirezionale in cui le macroalghe che si staccano dai sedimenti delle regioni costiere forniscono l’habitat e agiscono come fonte di cibo iniziale per il novellame pelagico, che alla fine tornerà negli habitat costieri bentonici, dove hanno avuto origine i tappeti algali.

“Questo studio rivela l’importanza delle zattere algali come habitat di transizione che forniscono riparo e cibo per i pesci giovani prima di stabilirsi nelle zone costiere e per alcuni pesci adulti.

“Ma è necessaria un’indagine molto più approfondita sulle dinamiche temporali e spaziali di queste zattere, sugli organismi che le popolano e sul potenziale delle zattere di trasportare e reclutare pesci costieri andando alla deriva su distanze considerevoli.”



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