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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Il successo dei dinosauri è stato favorito dalla posizione e dall’andatura specializzate, secondo uno studio

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La gamma di locomozione dei dinosauri li rendeva incredibilmente adattabili, hanno scoperto i ricercatori dell’Università di Bristol.

In un nuovo studio, pubblicato oggi in Scienza aperta della Royal Societyi risultati mostrano che i primi dinosauri erano semplicemente più veloci e più dinamici dei loro concorrenti e spiegano perché furono in grado di dominare la Terra per 160 milioni di anni.

I ricercatori hanno confrontato le proporzioni degli arti di un’ampia gamma di rettili del Triassico, il periodo di tempo compreso tra 252 e 201 milioni di anni fa, quando i dinosauri apparvero per la prima volta e salirono alla ribalta. Hanno identificato quale di queste antiche bestie era quadrupede (a quattro piedi) o bipede (a due piedi) e hanno anche esaminato il loro indice di cursorialità, una misura della loro capacità di corsa.

Hanno scoperto che, fin dall’inizio, non solo i dinosauri e i loro parenti stretti erano bipedi e cursori (il che significava che avevano arti adattati alla corsa), ma mostravano anche una gamma molto più ampia di stili di corsa rispetto ad alcuni dei loro concorrenti più stretti, chiamati i dinosauri Pseudosuchia.

Gli pseudosuchiani includevano gli antenati dei moderni coccodrilli. Alcuni erano piccoli bipedi insettivori, ma la maggior parte erano carnivori ed erbivori di taglia medio-grande ed erano diversi in tutto il Triassico. Il team ha scoperto che i dinosauri e i loro parenti, gli Avemetatarsalia, mantenevano una gamma più ampia di modalità locomotorie durante questo periodo.

La studentessa di Master in Paleobiologia Amy Shipley ha condotto lo studio. Ha detto: “Quando arrivò la crisi, 233 milioni di anni fa, i dinosauri vinsero.

“A quel tempo, i climi passavano da umidi a secchi, e c’era una forte pressione per il cibo. In qualche modo i dinosauri, che erano presenti in numero ridotto già da 20 milioni di anni, decollarono e gli pseudosuchiani no.

“È probabile che i primi dinosauri fossero bravi nella conservazione dell’acqua, come lo sono oggi molti rettili e uccelli moderni. Ma le nostre prove mostrano che la loro maggiore adattabilità nel camminare e correre ha giocato un ruolo chiave.”

“Dopo la fine del Triassico, quando ci fu un’estinzione di massa, i dinosauri si espansero nuovamente”, ha detto il professor Mike Benton. “La maggior parte degli pseudosuchiani furono spazzati via dall’estinzione di massa, ad eccezione degli antenati dei coccodrilli, e abbiamo scoperto che questi dinosauri sopravvissuti ampliarono nuovamente la loro gamma di locomozione, occupando molte delle nicchie vuote.”

Il coautore, il dottor Armin Elsler, ha spiegato: “Quando abbiamo esaminato i tassi evolutivi, abbiamo scoperto che in realtà i dinosauri non si stavano evolvendo particolarmente velocemente.

“Questa è stata una sorpresa perché ci aspettavamo di vedere un’evoluzione rapida negli avemetatarsali e un’evoluzione più lenta negli pseudosuchiani. Ciò significa che lo stile di locomozione dei dinosauri era vantaggioso per loro, ma non era un motore di intensa selezione evolutiva. In altre parole, quando si verificavano le crisi, erano ben posizionati per sfruttare le opportunità dopo la crisi.”

“Pensiamo sempre ai dinosauri come enormi e goffi”, dice il dottor Tom Stubbs, un altro collaboratore. “Questo ci ricorda che in realtà i dinosauri iniziarono come piccoli e agili mangiatori di insetti.

“I primi dinosauri erano lunghi solo un metro, alti sulle zampe e bipedi. La postura delle gambe consentiva loro di muoversi velocemente e catturare la preda mentre scappavano dai predatori più grandi.”

Il coautore, il dottor Suresh Singh, ha concluso: “E, naturalmente, la loro diversità di postura e l’attenzione alla corsa veloce hanno fatto sì che i dinosauri potessero diversificarsi quando ne avevano la possibilità.

“Dopo l’estinzione di massa della fine del Triassico, otteniamo dinosauri davvero enormi, lunghi più di dieci metri, alcuni dotati di armatura, molti quadrupedi, ma molti ancora bipedi come i loro antenati. La diversità della loro postura e dell’andatura significava che erano immensamente adattabili, e questo ha assicurato un forte successo sulla Terra per così tanto tempo.”



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