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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Scienziati scoprono un meccanismo di segnalazione automatica che guida la risposta antitumorale delle cellule T

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Quando hai bisogno di un po’ di motivazione, spesso deve venire da dentro. Una nuova ricerca suggerisce che le cellule immunitarie che combattono il cancro hanno trovato un modo per fare proprio questo.

Gli scienziati dell’Università della California di San Diego hanno scoperto una proprietà delle cellule T che potrebbe ispirare nuove terapie antitumorali. Attraverso una forma di autosegnalazione cellulare precedentemente non descritta, è stato dimostrato che le cellule T si attivano nei tessuti periferici, alimentando la loro capacità di attaccare i tumori.

Lo studio, pubblicato l’8 maggio 2023 in Immunitàè stato condotto dal primo autore dello studio e borsista post-dottorato Yunlong Zhao, PhD, e dai co-autori senior Enfu Hui, PhD, professore presso la School of Biological Sciences della UC San Diego e Jack D. Bui, MD, PhD, professore di patologia presso Scuola di Medicina dell’UC San Diego.

Le cellule T sono un tipo di globuli bianchi che proteggono dalle infezioni e aiutano a combattere il cancro. Negli organi linfatici, le cellule T sono addestrate dalle cellule presentanti l’antigene, che, come suggerisce il nome, presentano un antigene (un pezzo di tumore o agente patogeno) alle cellule T, stimolando una risposta immunitaria.

Una parte fondamentale di questo processo è il legame di B7, una proteina sulla superficie delle cellule presentanti l’antigene, con CD28, un recettore sulle cellule T. Questa interazione B7: CD28 è uno dei principali driver della risposta immunitaria delle cellule T. Una volta addestrate, le cellule T lasciano gli organi linfatici e viaggiano attraverso il corpo per trovare e attaccare i loro bersagli.

Da allora lavori più recenti hanno rivelato che le cellule T possono effettivamente produrre la propria B7 o prendere la proteina B7 dalle cellule che presentano l’antigene e portarla con sé, ma il motivo esatto per cui lo fanno è rimasto poco chiaro. Ciò ha anche portato i ricercatori a chiedersi se le cellule T, ora dotate sia di un recettore che del suo ligando, potrebbero essere in grado di attivarsi da sole.

Attraverso una serie di esperimenti, i ricercatori hanno scoperto che le cellule T potrebbero effettivamente autoattivarsi arricciando la loro membrana cellulare verso l’interno per consentire alla proteina B7 e al recettore CD28 di legarsi l’un l’altro.

“Le persone spesso presumono che la membrana cellulare sia piatta, ma in realtà sembra più una costa con molte insenature e baie”, ha detto Hui. “Abbiamo scoperto che le curvature locali della membrana sono in realtà una ricca dimensione dell’auto-segnalazione delle cellule T, che sta cambiando il paradigma in un campo che presumeva che ciò accadesse solo tra le cellule”.

I ricercatori hanno quindi confermato che questa auto-stimolazione era effettivamente efficace nel potenziare la funzione delle cellule T e nel rallentare la crescita del tumore in un modello murino di cancro.

“Quando una cellula T esce da un organo linfatico ed entra in un ambiente tumorale, è come uscire di casa e fare un lungo viaggio nei boschi”, ha detto Bui. “Allo stesso modo in cui un escursionista porta snack per sostenersi durante il viaggio, le cellule T portano il proprio segnale per farli andare avanti. Ora la domanda eccitante è: quanto lontano andranno se possiamo fornire più cibo?”

Il rifornimento delle cellule T potrebbe essere ottenuto fornendo più fonti di B7 negli organi linfatici o nel tumore stesso. Un’altra opzione, affermano gli autori, sarebbe quella di sviluppare una terapia cellulare in cui le cellule T ingegnerizzate con capacità di segnalazione automatica potenziate fossero consegnate direttamente a un paziente.

I ricercatori suggeriscono anche che questo sistema potrebbe essere utilizzato come biomarcatore del cancro, in quanto i pazienti i cui tumori contengono molte cellule T con B7 potrebbero essere più efficaci nel combattere la malattia.

D’altra parte, nei pazienti con malattie autoimmuni come il lupus o la sclerosi multipla, i medici potrebbero prescrivere inibitori dell’endocitosi per impedire alla cellula di formare concavità, bloccando efficacemente l’interazione B7: CD28 per ridurre la funzione delle cellule T iperattive.

“Abbiamo trovato un modo in cui le cellule T sono in grado di vivere al di fuori delle loro normali case e sopravvivere nell’ambiente estraneo di un tumore, e ora possiamo sviluppare strategie cliniche per aumentare o diminuire questi percorsi per curare la malattia”, ha affermato Hui.

I coautori includono: Yunlong Zhao, Christine Caron, Ya-Yuan Chan, Calvin K. Lee, Xiaozheng Xu, Jibin Zhang e Takeya Masubuchi dell’UC San Diego, così come Chuan Wu del National Cancer Institute.



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