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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Fare luce sugli effetti dell’assuefazione e dell’adattamento neurale sull’evoluzione dei segnali animali

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Un nuovo articolo pubblicato in La revisione trimestrale di biologia esamina i possibili effetti di due proprietà dei campi da gioco del ricevitore documentati in studi di psicologia animale – assuefazione e adattamento neurale – sull’efficacia dei segnali di scelta del compagno.

In “Un ponte tra psicologia animale e selezione sessuale: possibili effetti dell’assuefazione e dell’adattamento neurale sui segnali di scelta del compagno”, William G. Eberhard osserva che i ricercatori hanno prestato poca attenzione all’assuefazione e all’adattamento neurale in relazione alla selezione sessuale.

Eberhard è favorevole all’aggiunta di ulteriori dimensioni agli studi sulla scelta femminile, sottolineando che la procedura standard è stata quella di chiedersi se la femmina rispondesse maggiormente a un segnale maschile piuttosto che a un altro. “Sembra inevitabile che le differenze nelle risposte femminili siano spesso dovute a meccanismi femminili di analisi dei segnali che sono il risultato delle proprietà dei suoi organi di senso e del suo sistema nervoso.” Egli scrive che per comprendere l’evoluzione dei segnali di scelta del compagno è necessario chiedersi: “Quali proprietà?”

L’articolo descrive i meccanismi come una probabile selezione pregiudiziale per scelta femminile. Presenta prove della loro importanza nel corteggiamento tattile, sottolineando che l’assuefazione e l’adattamento neurale probabilmente favoriscono la variazione nei segnali di scelta del compagno come la loro intensità, durata e tempistica. La molteplicità dei meccanismi che influenzano l’assuefazione e l’adattamento neurale può aiutare a spiegare la tendenza evolutiva generale dei segnali di scelta del compagno maschile a divergere rapidamente. L’evitamento dell’assuefazione femminile e dell’adattamento sensoriale può spiegare la tendenza precedentemente sconosciuta ma diffusa nei vertebrati e negli artropodi che i genitali maschili effettuino movimenti ritmici e ripetitivi durante l’accoppiamento.

“La questione centrale qui non è se l’assuefazione e l’adattamento neurale avvengano nelle risposte femminili agli stimoli maschili per la scelta del compagno (la risposta è sicuramente sì); piuttosto è quali effetti possano aver avuto sull’evoluzione di questi segnali, e quanto siano forti e diffusi questi effetti potrebbero essere stati”, scrive Eberhard.

L’articolo presenta una sintesi delle attuali conoscenze sull’assuefazione e sull’adattamento neurale provenienti dalla psicologia animale, sottolineando gli aspetti che sembrano più importanti per comprendere la selezione sessuale sui segnali di corteggiamento maschile prima di approfondire i modi in cui la selezione sessuale sui segnali di scelta del compagno potrebbe favorire particolari adattamenti maschili e femminili all’assuefazione femminile e all’adattamento neurale. Esamina come le osservazioni empiriche (e la mancanza di osservazioni) di una “tendenza diffusa ma finora sconcertante” nella stimolazione somatosensoriale durante la copulazione possano essere spiegate da adattamenti maschili per ridurre l’assuefazione femminile e l’adattamento neurale.

Poiché i segnali selezionati sessualmente mostrano un chiaro modello di rapida evoluzione divergente rispetto ad altri tratti, Eberhard sottolinea la complessità dei meccanismi che producono assuefazione e adattamento neurale “perché una maggiore complessità dei meccanismi probabilmente promuove una maggiore variazione e diversità evolutiva; è probabile una maggiore complessità dei meccanismi”. essere spesso associato ad una maggiore varietà di meccanismi alternativi per ottenere lo stesso risultato.”

C’è anche un’enfasi nel documento sulla necessità di includere gli effetti dei tratti femminili del “campo di gioco” per affrontare il problema dei concetti tipologici eccessivamente semplificati che non riescono a riflettere accuratamente le realtà biologiche più complesse. Eberhard suggerisce che le discussioni semplicistiche e tipologiche sui segnali animali nei modelli di selezione sessuale devono essere modificate per includere il modo in cui la ricezione e l’analisi degli stimoli maschili da parte di una femmina influenza le risposte della femmina ai suoi segnali, e quindi si avvicina più da vicino alla realtà biologica.



Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com

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