Celulele roșii din sânge inspiră nanocarierii terapeutici de nouă generație
Celulele roșii din sânge constituie baza unor nanocarieri promițători, conform unui studiu recent, care se dovedesc a fi vehicule eficiente pentru terapia genică, țintirea tumorilor și alte tratamente medicale.
O echipă de cercetători de la Universitatea de Stat din Ohio a demonstrat că veziculele extracelulare inginerizate pot evada celulele imune și pot ținti celulele canceroase, două capacități care pot îmbunătăți livrarea viitoarelor terapii.
Această tehnologie oferă o flexibilitate excepțională: prin asamblarea veziculelor din lipide de celule roșii folosind microfluidica, cercetătorii au reușit să încarce diverse molecule, inclusiv material genetic, proteine și chiar viruși întregi utilizați în terapia genică.
În experimentele realizate pe șoareci, veziculele inginerizate au rămas în circulație și s-au distribuit în mai multe organe, urmând modele similare cu cele ale veziculelor extracelulare naturale, cu o acumulare notabilă în plămâni.
Deși cercetătorii au început cu ideea de a crea dispozitive de livrare din vezicule extracelulare naturale generate de celulele roșii, au întâmpinat limitări în ceea ce privește scalarea producției și flexibilitatea încărcării, motiv pentru care au apelat la tehnici de inginerie pentru a îmbunătăți ce oferă natura.
„În ceea ce privește compoziția lipidică, acestea se potrivesc foarte aproape de ceea ce ar avea veziculele extracelulare naturale provenite din celulele roșii. Păstrăm unele dintre avantajele biologice mari pe care aceste particule le au, deoarece sunt foarte biocompatibile,” a declarat Eduardo Reátegui.
Sursele de lipide sunt celule roșii expirate, obținute din laboratorul lui Andre Palmer.
„Întotdeauna purificăm hemoglobina din celulele roșii expirate,” a spus Palmer. „Această abordare este foarte sustenabilă, deoarece aceste celule roșii expirate ar fi fost aruncate, deoarece nu pot fi transfuzate pacienților.”
Reátegui, Palmer și colegii lor au descris platforma într-un studiu publicat recent în revista Advanced Healthcare Materials.
Veziculele extracelulare (EVs) sunt particule mici care conțin cargo și care se formează din celule pentru a transporta semnale către alte celule. EVs contribuie atât la sănătate, cât și la boală, iar echipa de la Universitatea de Stat din Ohio a investigat modul în care EVs inginerizate pot fi utilizate în diverse aplicații medicale.
Pe lângă biocompatibilitatea oferită de lipidele celulelor roșii, microfluidica permite încorporarea cargo-ului terapeutic în momentul formării veziculelor, eliminând necesitatea unor pași separați pentru încărcarea acestora ulterior.
„Nu spunem că procesul nostru este mai bun. Afirmăm că avem mult mai mult control în ceea ce privește compoziția acestor vezicule inginerizate,” a spus Reátegui.
Experimentele au arătat că atașarea unui peptide CD47 la suprafața externă a purtătorilor îi protejează de a fi confundați cu patogenii și devorați de macrofage.
Echipa a demonstrat, de asemenea, că veziculele pot fi inginerizate pentru a ținti tumorile prin adăugarea de molecule de recunoaștere PD-L1, inclusiv nanobodies anti-PD-L1 dezvoltate în laboratorul lui Blaise Kimmel.
Cercetătorii au menționat că aceste EVs inginerizate ar putea funcționa similar cu terapiile CAR T-cell împotriva cancerului, realizate din celulele T ale sistemului imunitar al unui pacient.
„Ar putea fi o modalitate unică de a folosi lipidele proprii ale celulelor roșii pentru a encapsula materiale terapeutice care ar putea fi livrate înapoi pacientului pentru a potențial vindeca o boală,” a spus Palmer.
Metoda microfluidică permite, de asemenea, incluziunea unor molecule mai mari, precum proteine întregi sau chiar un virus asociat cu adeno (AAV) – sistemul de livrare consacrat pentru multe terapii genice. Encapsularea unui AAV terapeutic într-o veziculă extracelulară inginerizată din celule roșii, etichetată cu peptide CD47, ar putea reduce șansele de a declanșa o reacție imunitară, a adăugat Reátegui.
„Gândul nostru a fost să luăm aceste particule AAV și să le encapsulăm în vezicule extracelulare inginerizate din RBC. Am testat dacă terapia genică ar funcționa în continuare și am arătat că aceasta ar funcționa. De asemenea, am demonstrat că AAV-urile ar fi protejate de anticorpii neutralizanți,” a spus el.
Cu platforma stabilită, cercetătorii intenționează să se concentreze asupra terapiei genice și livrării unor terapii selectate, în special a celor care profită de afinitatea EV-urilor pentru plămâni.
