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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I fiumi contengono pozzi nascosti e fonti di microplastiche

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Un nuovo studio ha dimostrato che quantità significative di particelle microplastiche vengono intrappolate nei sedimenti del letto dei fiumi o trasportate nell’aria lungo i principali sistemi fluviali.

La ricerca, condotta lungo il fiume Gange nell’Asia meridionale, ha rilevato in media circa 41 particelle microplastiche per metro quadrato al giorno depositate dall’atmosfera. .

Inoltre, l’analisi degli scienziati ha rilevato in media 57 particelle per chilogrammo nei sedimenti del letto del fiume e una particella ogni 20 litri di acqua.

La ricerca, pubblicata in Scienza dell’ambiente totale, rappresenta la prima analisi combinata delle microplastiche nell’acqua, nei sedimenti e nell’aria attorno a un importante sistema fluviale.

Lo studio è stato condotto utilizzando campioni raccolti da un team internazionale di scienziati nell’ambito della spedizione Sea to Source: Ganges della National Geographic Society.

L’autore principale, il dottor Imogen Napper, ricercatore presso l’Università di Plymouth e National Geographic Explorer, ha dichiarato: “Sappiamo da tempo che i fiumi sono percorsi chiave per il trasferimento di microplastiche negli ambienti marini. Tuttavia, c’è sempre stata incertezza riguardo le enormi quantità trasportate e se rappresentano pozzi di assorbimento a lungo termine. Questo studio contribuisce in qualche modo a svelare quel mistero e a rivelare la reale portata della contaminazione da microplastica che i nostri sistemi fluviali possono rappresentare”.

La ricerca ha coinvolto scienziati provenienti da: Università di Plymouth (Regno Unito); il Wildlife Institute of India (India); l’Università di Dhaka, WildTeam e Isabella Foundation (Bangladesh); National Geographic Society, Università della Georgia (USA); ZSL (Zoological Society of London), Università di Exeter (Regno Unito); e Università di Nantes (Francia).

Molti degli stessi scienziati erano coinvolti in uno studio precedente, pubblicato nel gennaio 2021, che suggeriva che il fiume Gange e i suoi affluenti potrebbero essere responsabili dell’ingresso di fino a 3 miliardi di particelle microplastiche ogni giorno nel Golfo del Bengala.

Oltre a evidenziare l’abbondanza complessiva di particelle, per il nuovo studio gli scienziati hanno scoperto che le fibre sono il tipo più comune, rappresentando fino al 99% delle microplastiche scoperte in alcuni dei campioni analizzati.

All’interno di questo, il rayon (cellulosa sinteticamente alterata) era il polimero dominante – rappresentando fino all’82% delle fibre trovate in alcuni campioni – davanti all’acrilico e al poliestere, e il blu era il colore più comune.

I campioni di sedimenti spesso contenevano particelle microplastiche più dense di quelle trovate nell’acqua e nell’aria, e densità di popolazione più elevate erano correlate con una maggiore abbondanza di microplastiche per i campioni di aria e acqua.

Scrivendo nello studio, gli scienziati affermano di ritenere che l’abbigliamento sia probabilmente la principale fonte di microplastiche per questo particolare sistema fluviale, influenzato dalla deposizione atmosferica, dalle acque reflue e da input diretti come il lavaggio delle mani dei vestiti nel Gange.

Il dottor Anju Baroth, scienziato e ricercatore del Wildlife Institute of India, ha dichiarato: “Studi precedenti basati su modelli avevano segnalato i fiumi in Asia come una delle maggiori fonti di inquinamento da microplastiche nel mare. Questa ricerca basata su dati primari sul campo ha fornito una visione chiara dell’inquinamento marino. livelli di microplastiche in diverse matrici ambientali del fiume Gange e che diversi importanti sistemi fluviali del mondo hanno riportato microplastiche comparativamente più elevate rispetto al Gange. Questo studio potrebbe essere utilizzato per maturare ulteriormente la teoria sui principali pozzi e fonti di microplastiche nei principali sistemi fluviali di il mondo.”

La dott.ssa Gawsia Wahidunnessa Chowdhury, responsabile nazionale del Bangladesh, ha aggiunto: “Questa ricerca è innovativa e dobbiamo rendere i risultati comprensibili per le principali parti interessate, compresi i responsabili politici. Questa ricerca fornisce una piattaforma per gli scienziati globali e abbiamo sviluppato una ricerca collaborativa gruppo che ha lavorato duramente per implementare soluzioni innovative a livello locale per il Bangladesh.”

La professoressa Heather Koldewey, consulente tecnico marino senior della ZSL (Zoological Society of London), ha dichiarato: “La nostra ricerca mostra che l’abbigliamento è la principale fonte di microplastiche nell’aria, nell’acqua e nei sedimenti di questo vasto sistema fluviale, consentendoci di lavorare con partner e responsabili politici a cercare soluzioni adeguate a livello locale. Queste possono essere informate e supportate dai brillanti scienziati del Bangladesh e dell’India che sono stati membri chiave del team coinvolto in questo documento.”



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