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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Gli scienziati svelano il modo in cui le cellule polmonari inducono la risposta immunitaria all’influenza

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I ricercatori del Trinity College di Dublino hanno scoperto alcuni modi nuovi e sorprendenti con cui l’RNA virale e il virus dell’influenza vengono rilevati dalle cellule polmonari umane, con potenziali implicazioni per il trattamento delle persone affette da tali virus.

I virus dell’influenza rimangono una grave minaccia per la salute umana e possono causare sintomi gravi nelle popolazioni giovani, anziane e immunocompromesse, portando a epidemie annuali che mettono in pericolo tra 3 e 5 milioni di persone con malattie gravi e causano da 290.000 a 650.000 morti in tutto il mondo.

Questi virus prendono di mira principalmente le cellule epiteliali respiratorie per replicarsi, dove causano danni cellulari e morte. Gli scienziati si sono resi conto che queste cellule epiteliali non sono semplici barriere passive, indifese da attaccare, ma sono invece vitali nel guidare la risposta immunitaria antivirale.

Tuttavia, fino ad ora, la nostra comprensione del meccanismo alla base di tale risposta è stata molto limitata. Ora, grazie al lavoro svolto dalla dottoranda Coralie Guy, nel gruppo di ricerca di Andrew Bowie, professore di immunologia innata presso la Scuola di Biochimica e Immunologia del Trinity, sono emerse alcune risposte.

Il team ha scoperto che l’RNA virale e i virus dell’influenza stimolano due diversi percorsi molecolari in cui proteine ​​specifiche innescano reazioni a catena che danno come risultato due proteine ​​chiamate “gasdermin D” e “gasdermin E” che vengono elaborate in modo tale da formare pori di membrana nel cellule epiteliali.

Questi pori consentono il rilascio di agenti speciali “citochine” incaricate di riattivare il sistema immunitario e causano anche la morte delle cellule che impediscono la diffusione del virus.

Per valutare l’importanza di questa scoperta, il team ha soppresso la formazione dei pori del gasdermina per vedere cosa sarebbe successo, e ciò ha comportato un aumento della replicazione dei virus dell’influenza, sottolineando quanto siano importanti questi gasdermini nella risposta antivirale.

La ricerca è stata appena pubblicata sulla rivista iScience. Parlando della ricerca e delle sue implicazioni, il professor Bowie, che lavora presso il Trinity’s Biomedical Sciences Institute, ha detto:

“Formando una rete europea di scienziati con diverse competenze in immunologia e virologia, siamo stati in grado di porre alcune domande fondamentali su come i nostri corpi rispondono ai virus a RNA come l’influenza e la SARS-CoV-2.

“Ci siamo resi conto che si sapeva molto poco sulla risposta iniziale ai virus in quei primi momenti in cui i nostri polmoni incontrano per la prima volta un virus. Attraverso il lavoro di Coralie siamo stati in grado di fare alcune importanti scoperte che mettono in luce aspetti precedentemente sconosciuti della risposta immunitaria all’influenza, che ora ci concentreremo sull’esame della loro rilevanza per altre infezioni virali del polmone, come SARS-CoV-2 e RSV”.



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