Con demasiada frecuencia, la falta de ensayos clínicos significa que las mujeres embarazadas sufren porque los medicamentos disponibles se les recetan fuera de etiqueta o no se les prescriben en absoluto. Un nuevo estudio ofrece una prueba de concepto de parámetros importantes para desarrollar terapias genéticas seguras para el embarazo.

El poder de las nanopartículas lipídicas (LNP) se aprecia más ampliamente desde que las vacunas de ARNm contra la COVID-19 se distribuyeron entre cientos de millones de personas, incluidas las embarazadas. Los investigadores de la Universidad Carnegie Mellon están trabajando para desbloquear todo tipo de nuevas terapias mediante el tratamiento de enfermedades a nivel genético.

"Al pensar en el futuro de la medicina genética, nos gustaría entender qué podría ser bueno también para las personas embarazadas", afirma Kathryn Whitehead.

Whitehead, profesora de ingeniería química e ingeniería biomédica, se encuentra entre las primeras en estudiar la administración de ARNm durante el embarazo.

En un artículo publicado en PNAS Whitehead proporciona orientación estructural sobre el diseño de nanopartículas lipídicas para un uso seguro durante el embarazo. Las nanopartículas lipídicas son los vehículos de administración que llevan el ARNm al interior de las células.

Muchas de las preguntas que rodean las terapias genéticas en personas embarazadas versus no embarazadas tienen que ver con el vehículo de parto. No está claro si se puede utilizar el mismo vehículo de parto para todos o si es necesario desarrollar uno especialmente para su uso seguro durante el embarazo.

La investigación de Whitehead proporciona información sobre cómo los cambios durante el embarazo alteran el comportamiento de las nanopartículas en comparación con personas no embarazadas.

El sistema inmunológico y su respuesta habitual a cualquier cosa extraña cambian durante el embarazo. Es importante comprender los cambios en la respuesta inmune a las nanopartículas lipídicas debido a posibles toxicidades y otros problemas.

El estudio de Whitehead muestra que los efectos de las nanopartículas lipídicas durante el embarazo dependen de la química. La inclusión de diferentes lípidos en la nanopartícula altera su química, lo que a su vez cambia la forma en que responde el sistema inmunológico.

En el estudio, los investigadores observaron 260 lípidos diferentes. Incluían materiales que se sabe que funcionan bien sin provocar una gran respuesta inmunitaria, materiales que se sabe que funcionan bien y que provocan una respuesta inmunitaria y materiales que se sabe que funcionan mal.

El estudio muestra que las nanopartículas lipídicas utilizadas en el laboratorio de Whitehead no pasan al feto. Durante el embarazo, el cuerpo tiene diferentes barreras para la administración de medicamentos. Uno de los más obvios es la placenta. Es clave para proporcionar nutrientes al feto y al mismo tiempo inhibir el transporte de cualquier sustancia tóxica. La mayoría de las terapias que una mujer necesitaría deberían mantenerse fuera del feto. La investigación de Whitehead muestra que es posible administrar ARNm a la placenta sin que se acumule en el feto.

Hay una serie de enfermedades en las que hay disfunción de la placenta. Una de las más comunes es la preeclampsia. "Si podemos administrar ARNm a la placenta, se abrirán oportunidades para la terapia y también para explorar por qué ocurren estas enfermedades", afirma Whitehead.

Los investigadores también observaron nanopartículas de lípidos que en investigaciones anteriores demostraron ser inflamatorias y descubrieron que obstaculizaban el desarrollo fetal. Esto confirma que la administración de una nanopartícula lipídica inflamatoria durante el embarazo es perjudicial de forma cuantitativa y estructuralmente dependiente.

Hay ciertas químicas mediante las cuales los investigadores pueden predecir que cualquier cosa que contenga ese grupo estructural en particular causará un problema. Al comprender mejor la estructura y la función, los investigadores pueden predecir con mayor precisión qué lípidos usar en el futuro.

Los colaboradores del Magee-Womens Research Institute desempeñaron un papel decisivo en las primeras etapas del estudio. A medida que avanza la investigación, Whitehead se conecta con nuevos socios allí.

Whitehead afirma que este trabajo sobre la administración de ARNm durante el embarazo impulsará el diseño de nuevos tratamientos seguros para el embarazo. Los hallazgos podrían conducir a mejores tratamientos para trastornos maternos como el parto prematuro o la preeclampsia, quizás dentro de la próxima década.

Más información: Namit Chaudhary et al, La estructura de las nanopartículas lipídicas y la ruta de administración durante el embarazo dictan la potencia del ARNm, la inmunogenicidad y los resultados maternos y fetales, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2024). DOI:10.1073/pnas.2307810121

Información de la revista: Actas de la Academia Nacional de Ciencias

Proporcionado por Ingeniería Química de la Universidad Carnegie Mellon