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 definisce specifici cambiamenti genomici associati alla trasmissibilità del virus del vaiolo delle scimmie

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Gli scienziati del Monte Sinai, in collaborazione con i ricercatori dell’Istituto sanitario Carlos III (ISCIII) di Madrid, in Spagna, hanno individuato e identificato alterazioni nel genoma del virus del vaiolo delle scimmie potenzialmente correlate ai cambiamenti nella trasmissibilità del virus osservati nell’epidemia del 2022. I risultati sono stati pubblicati il ​​18 aprile in Comunicazioni sulla natura.

Il virus del vaiolo delle scimmie (MPXV) è un virus del DNA a doppio filamento che può infettare animali e esseri umani. L’MPXV causa una malattia nota come mpox, con sintomi che includono febbre, linfonodi ingrossati ed eruzione cutanea. La maggior parte dei casi sono lievi e tendono a migliorare da soli; tuttavia, la MPOX può essere molto dolorosa e può lasciare cicatrici permanenti. Incontrato per la prima volta nel 1958 nei macachi granchivori importati in Belgio, l’MPXV ha causato sporadiche epidemie umane a partire dagli anni ’70 nell’Africa centrale e occidentale. Nel maggio 2022, diversi paesi, inclusi gli Stati Uniti, hanno segnalato un numero crescente di infezioni da MPXV e malattie associate, inclusi cluster di casi potenzialmente collegati a eventi di super-diffusione in Belgio, Spagna e Regno Unito. Sebbene il numero di nuovi casi associati allo spillover del 2022 sia diminuito nel tempo, i casi della malattia si verificano ancora tra gli individui non vaccinati, compreso un attuale aumento in Africa centrale a causa di un nuovo spillover. Con l’aumento della circolazione del virus nell’uomo, aumenta il rischio dell’insorgenza di una variante più trasmissibile in grado di diventare endemica nella popolazione umana.

“La biopreparazione e la sorveglianza virologica implicano lo studio delle cause che favoriscono lo spillover zoonotico e facilitano la trasmissione da uomo a uomo. Quando osserviamo cambiamenti significativi nelle caratteristiche epidemiologiche di base di un agente virale come il vaiolo delle scimmie, ciò dovrebbe rinvigorire il nostro interesse nella comprensione di tali condizioni di trasmissione. Il crescente numero di casi attualmente riscontrati in Africa e l’epidemia del 2022 dovrebbero essere chiari segnali di allarme”, afferma Gustavo Palacios, PhD, professore di microbiologia presso la Icahn School of Medicine del Monte Sinai e autore senior dello studio.

Per realizzare lo studio, i ricercatori hanno analizzato campioni di 46 pazienti infetti da MPXV la cui diagnosi e sequenziamento sono stati effettuati presso l’ISCIII all’inizio dell’epidemia di MPXV del 2022. Il team ha eseguito un sequenziamento di alta qualità del genoma completo del virus del vaiolo delle scimmie di ciascun partecipante allo studio per determinare le possibili correlazioni tra le variazioni genomiche nei diversi gruppi di sequenze e i collegamenti epidemiologici associati alla capacità del virus di evolversi, trasmettersi e infettare.

Secondo il gruppo di ricerca, i cambiamenti genomici ricorrenti osservati erano localizzati in aree del genoma che potrebbero essere correlate all’adattamento virale. Tali posizioni specifiche contribuirebbero a modulare il ciclo di replicazione virale, l’adattabilità e il percorso di entrata e di uscita. Queste alterazioni compaiono in aree conosciute come regioni genomiche a bassa complessità, che sono particolarmente difficili da sequenziare e analizzare, il che spiega perché prima venivano trascurate. Questo sequenziamento completo del genoma altamente sofisticato è stato reso possibile attraverso l’uso di due tecnologie di sequenziamento avanzate: sequenziamento a lettura lunga di una singola molecola (per coprire regioni altamente ripetitive) e letture di sequenziamento brevi e profonde (per fornire accuratezza e profondità).

Descrivendo in dettaglio le alterazioni genomiche all’interno di queste sequenze genomiche ripetitive e collegandole a funzioni virali critiche, i ricercatori forniscono una spiegazione plausibile per l’elevata trasmissibilità osservata durante l’epidemia di MPOX del 2022.

“Questi risultati potrebbero offrire i primi suggerimenti per aiutarci a comprendere le caratteristiche uniche dei ceppi associati alla trasmissione prolungata da uomo a uomo, che non è mai stata osservata in questi agenti”, afferma il dottor Palacios. “Una migliore comprensione delle porte che facilitano la trasmissione degli agenti virali e incidono sulla loro presentazione clinica ci consentirà di sviluppare strategie di prevenzione e trattamento più efficaci”.



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