Nanoparticule încărcate cu sare îmbunătățesc livrarea terapiei genice în celule
Cercetătorii de la Universitatea din Houston, din cadrul Colegiului de Farmacie, au descoperit o strategie simplă, dar neașteptată, pentru a îmbunătăți performanța vaccinurilor cu ARN mesager și a terapiei genice: adăugarea de sare.
Studiul, publicat în revista Small, abordează una dintre cele mai mari provocări întâmpinate de medicina genică modernă – livrarea materialului terapeutic fragil în locul potrivit din interiorul celulelor.
„Introducem nanoparticule lipidice încărcate cu sare ca un principiu de design nou și aplicabil pe scară largă pentru livrarea genică. Ceea ce face această descoperire interesantă este că putem îmbunătăți semnificativ eficiența livrării fără a fi nevoie să inventăm materiale complet noi”, a declarat Fanfei Meng, membru al facultății și profesor asistent în cadrul Departamentului de Științe Farmacologice și Farmaceutice.
Nanoparticulele lipidice, sau LNP-uri, sunt vehicule de livrare foarte mici, pe bază de grăsimi, utilizate pe scară largă pentru a transporta material genetic fragil în celule. Acestea au devenit cunoscute în timpul pandemiei COVID prin intermediul vaccinurilor cu ARN mesager dezvoltate de Moderna și Pfizer. În prezent, oamenii de știință folosesc LNP-uri pentru a dezvolta noi tratamente pentru cancer, boli rare și tulburări genetice.
Cu toate acestea, o problemă majoră rămâne. După ce intră în celule, o mare parte din materialul terapeutic rămâne prins în endozomi – compartimente legate de membrană care împiedică materialul genetic să ajungă în interiorul celulei, acolo unde trebuie să ajungă pentru a funcționa corect.
Cercetătorii au considerat mult timp această problemă a „evadării endozomale” drept unul dintre cele mai mari obstacole care limitează eficiența vaccinurilor cu ARN mesager și a altor medicamente bazate pe gene.
„Multe terapii genice eșuează din această cauză”, a afirmat Meng. „Am găsit o modalitate surprinzător de simplă de a ajuta mai mult din acel material terapeutic să evadeze.”
În cadrul studiului, Meng și echipa sa au descoperit că încărcarea nanoparticulelor lipidice cu sare generează presiune în interiorul endozomilor, ajutând la eliberarea materialului terapeutic în celulă, unde poate deveni activ. Echipa consideră că această strategie ar putea ajuta în cele din urmă la îmbunătățirea unei game largi de tratamente, inclusiv vaccinuri cu ARN mesager, tehnologii de editare genomică și alte terapii bazate pe acizi nucleici.
Această abordare se bazează pe principii fizice de bază, mai degrabă decât pe reproiectări chimice complexe, ceea ce o face mai ușor de adaptat pentru viitoarele terapii și pentru producția la scară largă.
„În loc să reproiectăm nanoparticula în sine, am descoperit că controlul mediului ionic poate îmbunătăți fundamental livrarea în interiorul celulei”, a explicat Meng. „Având în vedere că această metodă este simplă și scalabilă, are un potențial puternic pentru medicamentele bazate pe ARN și gene de generație următoare.”
Pe măsură ce interesul pentru medicina genică continuă să crească la nivel global, Meng a adăugat că descoperirile lor ar putea oferi o nouă cale practică pentru a face aceste terapii mai eficiente și accesibile.
În echipa de cercetare a lui Meng se află Cao Thuy Giang Nguyen și Hoang Quan Truong de la Universitatea din Massachusetts Lowell, precum și Yanghao Li și Urmila Kafle de la Universitatea din Houston.
