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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Le pavoncelle intelligenti usano la copertura per nascondersi in bella vista

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Gli uccelli che nidificano a terra chiamati pavoncelle usano la forma dei loro nidi e dell’ambiente circostante per nascondersi dai predatori, mostra una nuova ricerca.

Molte specie che nidificano a terra sono in declino a causa dei cambiamenti nella gestione del territorio e dell’elevata popolazione di predatori, come volpi e corvi. I progetti di conservazione possono fallire perché vengono mangiati troppe uova e pulcini.

Il nuovo studio, condotto dall’Università di Exeter, ha valutato la visibilità dei nidi di pavoncella in termini di copertura (chiamata anche “occlusione”) e mimetizzazione utilizzando modelli che simulano la visione e gli angoli di visione di vari predatori.

I risultati hanno mostrato che, nonostante la nidificazione in campi aperti, le pavoncelle possono nascondere le uova utilizzando piccole variazioni del terreno, rendendole invisibili ai predatori terrestri come le volpi che si trovano a più di 1,5 metri di distanza.

“Come i bambini che giocano a nascondino, le pavoncelle usano la copertura per completare il loro camuffamento”, ha detto l’autore principale George Hancock, del Centro per l’ecologia e la conservazione del Penryn Campus di Exeter in Cornovaglia.

“Se un nido è adeguatamente nascosto in questo modo, non importa quanto sia buona la vista di un predatore: semplicemente non sarà in grado di vederlo finché non ci sarà quasi sopra.

“Anche i nidi e le uova sono mimetizzati, mimetizzandosi con l’ambiente circostante abbinando il colore e il motivo dello sfondo, ma sembra che questa sia una difesa secondaria.”

Hancock ha collaborato con il Game and Wildlife Conservation Trust (GWCT) e ha utilizzato gli scanner 3D degli smartphone per misurare la forma e l’altezza dei nidi di pavoncella e dell’ambiente circostante.

Ha utilizzato anche telecamere specializzate per misurare il camuffamento dal punto di vista dei predatori della pavoncella (volpi, corvi e rapaci), che possono vedere la luce ultravioletta.

“Le pavoncelle tendevano a scegliere un terreno irregolare per i loro nidi”, ha detto Hancock.

“Hanno scelto posizioni leggermente elevate, riducendo il rischio di inondazioni e consentendo loro di vedere i predatori, senza essere così in alto da risaltare ai predatori.”

Le popolazioni di pavoncelle si sono più che dimezzate dagli anni ’70.

I risultati potrebbero aiutare a orientare gli sforzi di conservazione di questa specie in declino, che è una parte iconica dei terreni agricoli nel Regno Unito e oltre.

“La variazione dell’habitat sembra essere cruciale per consentire alle pavoncelle di scegliere dove nidificare”, ha spiegato Hancock.

“La crescita dell’agricoltura intensiva ha lasciato agli uccelli che nidificano a terra una scelta più scarsa su dove nidificare.

“I campi da pascolo forniscono un buon habitat, purché non siano sovraffollati da troppi animali al pascolo.

“La nuova tecnologia ci consente di misurare meglio il modo in cui gli animali vedono e vedono il mondo.

“I campi coltivati ​​possono fornire un ottimo mimetismo per le uova che si adattano alla nuda terra e possono essere nascoste dalla geometria ruvida, ma potrebbero essere problematici per i pulcini che sono più esposti.”

Fornendo habitat che integrano il camuffamento della pavoncella, Hancock ha affermato che i responsabili della conservazione potrebbero utilizzare “gli strumenti della natura” – oltre al controllo diretto dei predatori – per aiutare le pavoncelle a riprodursi con successo.

Lo studio è stato finanziato dal Natural Environment Research Council e dal GWCT.



Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com

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