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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Batteri intestinali importanti per superare l’allergia al latte

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I ricercatori guidati da Hiroshi Ohno presso il Centro RIKEN per le scienze mediche integrative in Giappone hanno scoperto un legame tra i batteri intestinali e il successo dell’immunoterapia orale contro l’allergia al latte. Pubblicato sulla rivista scientifica Allergologia Internazionalelo studio lo ha scoperto Bifidobatterio – un genere di batteri benefici nell’intestino – era associato a una maggiore possibilità di successo del trattamento. La scoperta potrebbe aiutare nello sviluppo di immunoterapie orali più efficaci, magari combinandole con integratori probiotici.

Molti bambini hanno reazioni allergiche al latte vaccino, in particolare ad alcune proteine ​​del latte. Sebbene la maggior parte di loro ne riesca a liberarsi, per alcuni diventa una sfida per tutta la vita evitare tutti gli alimenti che includono il latte, soprattutto quando le reazioni allergiche sono gravi e comprendono lo shock anafilattico. I ricercatori hanno scoperto che l’allergia al latte migliora con l’immunoterapia orale, un trattamento in cui i pazienti bevono intenzionalmente piccole quantità di latte. Sfortunatamente, anche se le reazioni allergiche vengono controllate durante il trattamento, nella maggior parte dei casi la tolleranza scompare subito dopo la fine del trattamento.

Si ritiene che i batteri intestinali contribuiscano a ridurre le reazioni allergiche ad alcuni alimenti, ma si sa poco sul legame tra questi batteri e l’immunoterapia orale per l’allergia al latte. Pertanto, il team RIKEN IMS ha esaminato 32 bambini con allergia al latte vaccino che hanno ricevuto immunoterapia orale, con il primo mese condotto in ospedale. “L’immunoterapia orale non è priva di rischi”, spiega Ohno. “Abbiamo monitorato da vicino i bambini in ospedale, e infatti 4 bambini hanno avuto reazioni così gravi al latte che non abbiamo potuto permettere loro di continuare il trattamento.”

I restanti 28 bambini hanno poi completato altri 12 mesi di trattamento a casa. Successivamente, hanno evitato il latte per due settimane e sono stati poi testati in un test alimentare in doppio cieco, controllato con placebo, per vedere se potevano ancora tollerare il latte senza reazioni allergiche. Durante la sfida alimentare, ai bambini è stata inizialmente somministrata una piccola quantità di placebo o latte – solo 0,01 ml – che è stata gradualmente aumentata ogni 20 minuti fino a quando non hanno avuto una reazione allergica o fino a quando non hanno potuto bere gli ultimi 30 ml senza alcuna reazione.

I ricercatori hanno concentrato le loro analisi sui cambiamenti immunologici e batterici durante il trattamento e sulla relazione tra i batteri intestinali e il successo del trattamento, che è stato definito come una tolleranza al latte che è durata oltre il periodo di trattamento superando la sfida alimentare. Hanno scoperto che durante il trattamento, i marcatori immunologici dell’allergia al latte vaccino sono migliorati e i batteri nell’intestino sono cambiati. Tuttavia, dopo due settimane in cui avevano evitato il latte, solo 7 bambini su 28 hanno superato la prova alimentare, anche se alla fine del trattamento erano stati in grado di bere il latte in sicurezza.

Per capire perché il trattamento ha funzionato per questi sette bambini ma non per gli altri, il team ha cercato i fattori clinici e i tipi di batteri intestinali correlati al successo del trattamento. Tra i fattori clinici, il fallimento del trattamento era più probabile nei bambini in cura per eczema o asma e nei bambini che inizialmente presentavano livelli più elevati di anticorpi contro le proteine ​​del latte. Tra i batteri intestinali, la presenza di Bifidobatterioun genere di batteri benefici nel Bifidobatteriacee la famiglia era correlata ad una maggiore possibilità di successo del trattamento. Infatti, solo i bambini che hanno superato la prova alimentare finale hanno mostrato una tendenza all’aumento di questi batteri nel corso del trattamento. Quando si considerano i modi per migliorare l’immunoterapia orale, questa è una buona notizia perché mentre i primi due fattori sono difficili da modificare, i tipi di batteri nell’intestino non sono scolpiti nella pietra.

“Con questo studio, abbiamo identificato i fattori ambientali intestinali che aiutano a stabilire la tolleranza immunitaria contro l’allergia al latte vaccino attraverso l’immunoterapia orale”, afferma Ohno. “Il prossimo passo è esaminare i meccanismi alla base di questo fenomeno e sviluppare modi per migliorare l’efficacia dell’immunoterapia orale, come l’aggiunta di integratori probiotici”.



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