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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Scienze & AmbienteUna stella di neutroni magnetici, un tempo dormiente, emette luce stranamente polarizzata

Una stella di neutroni magnetici, un tempo dormiente, emette luce stranamente polarizzata

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Le magnetar sono stelle di neutroni con forti campi magnetici. Con gli astronomi del CSIRO, la dottoressa Manisha Caleb della Scuola di Fisica ha trovato uno dei magneti più potenti scoperti – XTE J1810-197 – e non si adatta del tutto alla teoria esistente.

Magnetar – foto illustrativa. Credito immagine: Pixabay (Licenza gratuita Pixabay)

Gli astronomi utilizzando Murriyang, il radiotelescopio del CSIRO a Parkes NSW, hanno rilevato insoliti impulsi radio provenienti da una stella precedentemente dormiente con un potente campo magnetico.

Nuovi risultati pubblicati oggi in Astronomia della natura descrivono i segnali radio della magnetar XTE J1810-197 che si comportano in modi complessi.

Le magnetar sono un tipo di stella di neutroni e i magneti più potenti dell’Universo. A circa 8000 anni luce di distanza, questa magnetar è anche la più vicina conosciuta alla Terra.

È noto che la maggior parte delle magnetar emettono luce polarizzata, sebbene la luce emessa da questa magnetar sia polarizzata circolarmente, dove la luce sembra spiraleggiare mentre si muove attraverso lo spazio.

Dottor Marcus Lowerun ricercatore post-dottorato presso l’agenzia scientifica nazionale australiana CSIRO, ha guidato la ricerca e ha affermato che i risultati sono inaspettati e del tutto senza precedenti.

“A differenza dei segnali radio che abbiamo visto da altre magnetar, questa emette enormi quantità di polarizzazione circolare in rapido cambiamento. Non abbiamo mai visto nulla di simile prima”, ha detto il dottor Lower.

Coautore La dottoressa Manisha Caleb della Scuola di Fisica e dell’Istituto di Astronomia dell’Università di Sydney, ha affermato che lo studio delle magnetar offre approfondimenti sulla fisica degli intensi campi magnetici e sugli ambienti che questi creano.

“I segnali emessi da questa magnetar implicano che le interazioni sulla superficie della stella sono più complesse rispetto alle precedenti spiegazioni teoriche”, ha affermato.

Rilevare impulsi radio provenienti da magnetar è già estremamente raro: XTE J1810-197 è uno dei pochi noti a produrli.

Sebbene non sia chiaro il motivo per cui questa magnetar si comporti in modo così diverso, il team ha un’idea.

“I nostri risultati suggeriscono che c’è un plasma surriscaldato sopra il polo magnetico della magnetar, che agisce come un filtro polarizzatore”, ha detto il dottor Lower.

“Come esattamente il plasma fa questo è ancora da determinare”.

XTE J1810-197 è stato osservato per la prima volta mentre emetteva segnali radio nel 2003. Poi è rimasto silenzioso per oltre un decennio. I segnali sono stati nuovamente rilevati dal telescopio Lovell da 76 metri dell’Università di Manchester presso l’Osservatorio Jodrell Bank nel 2018 e rapidamente seguiti da Murriyang a Parkes, che da allora è stato fondamentale per osservare le emissioni radio della magnetar.

Il telescopio da 64 metri di diametro nel Paese di Wiradjuri è dotato di un ricevitore a larghezza di banda ultralarga all’avanguardia. Il ricevitore è stato progettato dagli ingegneri CSIRO, leader mondiali nello sviluppo di tecnologie per applicazioni radioastronomiche.

Il ricevitore consente misurazioni più precise degli oggetti celesti, in particolare delle magnetar, poiché è altamente sensibile ai cambiamenti di luminosità e polarizzazione attraverso un’ampia gamma di frequenze radio.

Studi su magnetar come questi forniscono informazioni su una serie di fenomeni estremi e insoliti, come la dinamica del plasma, le esplosioni di raggi X e gamma e lampi radio potenzialmente veloci.

Ricerca

Lower, M, et al, “Conversione da lineare a circolare nell’emissione radio polarizzata di una magnetar”, Astronomia della natura, volume 8 (2024). DOI: 10.1038/s41550-024-02225-8

Riconoscimento

I ricercatori riconoscono che il popolo Wiradjuri è il tradizionale custode del sito dell’Osservatorio di Parkes dove si trova Murriyang, il radiotelescopio di Parkes del CSIRO.

Dichiarazione

Gli autori non dichiarano interessi concorrenti. La ricerca è stata finanziata dall’Australian Research Council, dalla National Natural Science Foundation of China e dal Dutch Research Council.

Fonte: Università di Sydney



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