Un ingeniero biomédico de la Universidad de Massachusetts Amherst ha utilizado un portador basado en nanogel diseñado en su laboratorio para administrar un fármaco exclusivamente al hígado de ratones obesos, revirtiendo eficazmente su enfermedad inducida por la dieta.
"Los ratones tratados perdieron por completo el peso ganado y no observamos ningún efecto secundario adverso", afirma S. Thai Thayumanavan, distinguido profesor de química e ingeniería biomédica. "Teniendo en cuenta que 100 millones de estadounidenses padecen obesidad y trastornos cardiometabólicos relacionados, este trabajo nos entusiasmó mucho".
Los esfuerzos para trasladar estos hallazgos a los humanos están a cargo de la nueva empresa Cyta Therapeutics, fundada en el Instituto de Ciencias de la Vida Aplicadas (IALS) de la Universidad de Massachusetts basándose en las tecnologías de nanogeles del laboratorio de Thayumanavan. A finales de julio, Cyta Therapeutics ganó el premio a la Mejor Startup elegido por los jueces en el 16º Día anual de Innovación en Ciencias Biológicas de Massachusetts (MALSI) en Boston.
"Hay una cantidad significativa de trabajo de desarrollo por realizar entre ratones y humanos", afirma Thayumanavan, "pero esperamos que con el tiempo se convierta en un fármaco".
El autor principal Thayumanavan, director del Centro de Entrega Bioactiva de IALS, explica los hallazgos de su equipo en un artículo publicado el martes 29 de agosto en la PNAS Nexus. . Ruiling Wu, investigando para su doctorado. en química en el laboratorio de Thayumanavan y en el Centro de Entrega Bioactiva, es el autor principal del artículo. Wu se graduó recientemente y ahora trabaja para una empresa farmacéutica en Boston.
Uno de los objetivos principales del centro es descubrir cómo llevar el fármaco adecuado al lugar correcto del cuerpo mediante la creación de nuevas plataformas de administración de moléculas grandes y pequeñas.
Los tiromiméticos, o medicamentos que imitan la hormona tiroidea sintética, se han considerado como una forma potencial de abordar el problema de la obesidad, la diabetes tipo 2, el colesterol alto, la esteatohepatitis asociada a disfunción metabólica (MASH) y otras afecciones metabólicas. Sin embargo, la terapia dirigida es clave. Thayumanavan y su equipo analizaron uno de esos tiromiméticos.
"Nos dimos cuenta de que necesitábamos administrar este medicamento de forma selectiva en el hígado porque si llega a otros lugares, podría causar complicaciones", dice. Además de los efectos secundarios, se esperaba que la administración sistémica del fármaco diluyera su eficacia, lo cual se confirmó en el estudio.
Thayumanavan y su equipo alimentaron a un grupo de ratones con una dieta rica en grasas, azúcar y colesterol durante 10 semanas, duplicando su peso. Un grupo de control de ratones recibió una dieta saludable.
"Se nos ocurrió un enfoque muy simple, utilizando nuestro invento único:nanogeles que podemos dirigir selectivamente a diferentes objetivos, a los que llamamos IntelliGels", dice Thayumanavan. "Fueron diseñados a medida para la entrega de hepatocitos en el hígado".
A los ratones obesos se les administró el fármaco diariamente, se envasó dentro del nanogel y se administró a los ratones mediante inyección intraperitoneal (IP).
Una vez que el portador del nanogel está dentro de las células de los hepatocitos, el glutatión en las células rompe los enlaces en el nanogel y libera el fármaco. Luego, el fármaco activa el receptor beta de la hormona tiroidea, lo que provoca una disminución de los lípidos sistémicos, un aumento de la síntesis de ácidos biliares y la oxidación de grasas.
Después de cinco semanas de tratamiento, los ratones volvieron a tener un peso normal, incluso mientras continuaban con su dieta alta en grasas. Los ratones también vieron disminuir sus niveles de colesterol y resolver la inflamación del hígado.
"Realmente queríamos descubrir los factores que se vieron afectados", dice Thayumanavan. "Descubrimos que estamos activando la vía de transporte inverso del colesterol, lo que reduce el colesterol. Creemos que la activación de la oxidación de grasas y un aumento en la tasa metabólica están causando la pérdida de peso, pero es necesario trabajar más para demostrar ese punto. "
Ahora que se comprende mejor el mecanismo, señala el artículo, "los nanogeles encapsulados en fármacos abren la posibilidad de estrategias farmacéuticas mediadas por nanopartículas para otras enfermedades hepáticas".
Más información: Ruiling Wu et al, Conferir selectividad hepática a un tiromimético utilizando una nueva nanopartícula aumenta la eficacia terapéutica en un modelo animal de obesidad inducida por la dieta, PNAS Nexus (2023). DOI:10.1093/pnasnexus/pgad252
Información de la revista: Nexus PNAS
Proporcionado por la Universidad de Massachusetts Amherst
