Los investigadores que trabajan con pequeños transportadores de fármacos conocidos como nanopartículas lipídicas han desarrollado un nuevo tipo de material capaz de llegar a los pulmones y los ojos, un paso importante hacia la terapia genética para enfermedades hereditarias como la fibrosis quística y la pérdida hereditaria de la visión.
Los hallazgos del estudio dirigido por Gaurav Sahay y Yulia Eygeris de la Facultad de Farmacia de la Universidad Estatal de Oregón y Renee Ryals de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón se publicaron hoy en las Proceedings of the National Academy of Sciences. .
A diferencia de otros tipos de nanopartículas lipídicas que tienden a acumularse en el hígado, las de este estudio, basadas en el compuesto tiofeno, pueden llegar a los tejidos de los pulmones y la retina, donde administran su carga terapéutica. Los investigadores se refieren a estos nuevos lípidos como tiolípidos.
La colaboración demostró, mediante el uso de modelos animales, la posibilidad de utilizar tiolípidos en nanopartículas lipídicas para administrar ARN mensajero, la tecnología que sustenta las vacunas COVID-19, para combatir la ceguera genética y las enfermedades pulmonares.
"Estas nanopartículas llenas de lípidos grasos pueden encapsular medicamentos genéticos como el ARNm y los editores de genes CRISPR-Cas9, que pueden usarse para tratar e incluso curar enfermedades genéticas raras", dijo Eygeris, investigador asociado senior de OSU. "Las estructuras químicas de los lípidos determinan qué tan potentes son las nanopartículas lipídicas y a qué órgano pueden llegar desde el torrente sanguíneo."
Los lípidos son compuestos orgánicos que contienen colas grasas y se encuentran en muchos aceites y ceras naturales, y las nanopartículas son pequeños trozos de material que varían en tamaño desde una hasta 100 mil millonésimas de metro. El ARN mensajero entrega instrucciones a las células para que produzcan una proteína en particular.
Con las vacunas contra el coronavirus, el ARNm transportado por las nanopartículas lipídicas instruye a las células a producir una parte inofensiva de la proteína de pico del virus, que desencadena una respuesta inmune del cuerpo.
Como terapia para la discapacidad visual resultante de la degeneración hereditaria de la retina, el ARNm instruiría a las células de la retina (que no funcionan correctamente debido a una mutación genética) para que fabriquen las proteínas necesarias para la vista. La degeneración hereditaria de la retina, comúnmente abreviada como IRD, abarca un grupo de trastornos de diversa gravedad y prevalencia que afectan a una de cada miles de personas en todo el mundo.
Un ejemplo de enfermedad pulmonar genética es la fibrosis quística, un trastorno progresivo que provoca una infección pulmonar persistente y afecta a 30.000 personas en los EE. UU., y se identifican alrededor de 1.000 casos nuevos cada año.
Un gen defectuoso, el regulador de conductancia transmembrana de la fibrosis quística o CFTR, causa la enfermedad, que se caracteriza por deshidratación pulmonar y acumulación de moco que bloquea las vías respiratorias.
El estudio de nanopartículas lipídicas a base de tiofeno, en el que participaron ratones y primates no humanos, surge de un proyecto para abordar las limitaciones asociadas con el medio principal actual de administración para la edición de genes:un tipo de virus conocido como virus adenoasociado o AAV.
"El AAV tiene una capacidad de empaquetamiento limitada en comparación con las nanopartículas lipídicas y puede provocar una respuesta del sistema inmunológico", dijo Sahay, profesor de ciencias farmacéuticas. "Tampoco funciona fantásticamente bien a la hora de continuar expresando las enzimas que la herramienta de edición utiliza como tijeras moleculares para realizar cortes en el ADN que se va a editar".
Sahay califica los hallazgos de Thio-lipid como "muy alentadores", pero dice que se necesitan más estudios, incluida la investigación sobre el impacto a largo plazo de los lípidos en la salud de la retina.
"Pero creemos que nuestros resultados sirven como prueba de concepto y continuaremos explorando los tiolípidos en tratamientos potenciales de enfermedades genéticas pulmonares y de la retina", afirmó.
Otros investigadores de la Facultad de Farmacia de OSU que contribuyeron al estudio fueron Mohit Gupta, Jeonghwan Kim, Antony Jozic, Milan Gautam, Jonas Renner, Dylan Nelson y Elissa Bloom.
Más información: Yulia Eygeris et al, Lípidos a base de tiofeno para la administración de ARNm a tejidos pulmonares y retinianos, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2024). DOI:10.1073/pnas.2307813120
Proporcionado por la Universidad Estatal de Oregón
