Descoberta de um sistema universal para o transporte de ácidos nucléicos para as células
p A versatilidade das nanopartículas reside no fato de que podem funcionar igualmente bem para diferentes ácidos nucléicos. Isso pode acelerar significativamente o desenvolvimento de medicamentos. Crédito:Tomas Bellon / IOCB Praga
p Pesquisadores do IOCB Praga descobriram um novo tipo de substância capaz de transportar com segurança vários tipos de ácidos nucléicos usados para fins terapêuticos nas células, de blocos de construção básicos a longas cadeias de RNA ou DNA. A natureza universal de seu sistema o diferencia das soluções existentes e abre a porta para uma ampla variedade de aplicações no tratamento de doenças genéticas, bem como em vacinas de mRNA, que se tornaram populares nos últimos tempos. Os resultados de sua pesquisa foram publicados na revista.
Materiais Funcionais Avançados . p Os ácidos nucléicos DNA e RNA são principalmente conhecidos como portadores de informação genética. Atualmente, a molécula de mRNA, que forma a base das vacinas genéticas contra COVID-19, gerou muita atenção. A molécula de mRNA serve como uma espécie de prescrição para a síntese de uma proteína específica, por exemplo, a proteína de pico do coronavírus, contra o qual o organismo começa a produzir naturalmente anticorpos. Esta síntese ocorre dentro da célula, portanto, a molécula apropriada deve primeiro chegar lá com segurança.
p "O RNA é uma substância altamente instável que está sujeita a uma rápida degradação. Para transportá-lo para dentro da célula, ele deve ser embalado para protegê-lo do meio ambiente e garantir seu transporte seguro para o corpo celular. Mas isso não é um problema trivial, "explica Klára Grantz Šašková do grupo de Proteases de Patógenos Humanos no IOCB Praga.
p Na terapia, lipídios são usados em combinação com outras moléculas capazes de se agrupar com RNA e criar nanopartículas, em que o ácido nucléico é protegido de seus arredores. Este princípio é usado pelas mais recentes vacinas de mRNA contra o coronavírus, por exemplo.
p "Como várias moléculas de RNA de tamanhos diferentes são usadas para cada terapia direcionada, até agora houve a necessidade de encontrar uma composição única de lipídios para cada tipo específico de RNA capaz de empacotar a molécula, transportando-o para a célula, e, em seguida, liberá-lo. Além disso, um pacote como esse tem que ser seguro para o corpo humano, e isso complica e retarda significativamente o desenvolvimento, "diz Petr Cígler, que dirige o grupo de Nanoquímica Sintética no IOCB Praga.
p Nanopartículas lipídicas XMAN para fácil transporte de vários tipos de ácidos nucleicos terapêuticos para dentro das células. Crédito:Tomas Bellon / IOCB Praga
p Uma equipe de pesquisadores do IOCB Praga liderada por Petr Cígler e Klára Grantz Šašková em colaboração com pesquisadores do Instituto de Genética Molecular da Academia Tcheca de Ciências, Charles University, e o centro BIOCEV descobriram um novo tipo de nanopartículas que, sem modificações complicadas adicionais, são capazes de transportar ácidos nucleicos de comprimentos variados para as células, de blocos básicos de construção de ácidos nucléicos e siRNA curto usado em terapia genética para mRNA e longas cadeias de DNA. Essas nanopartículas, nomeado como XMAN, não são tóxicos para o corpo e podem facilmente penetrar no corpo celular e liberar sua carga com eficiência comparável para a maioria dos tipos de ácido nucléico.
p "O que torna nossos compostos especiais é que eles funcionam universalmente. Isso significa que podem transportar qualquer tipo de ácido nucléico para as células, e eles o fazem com eficiência muito semelhante. Eles também são capazes de entrar com segurança dentro de células que são muito difíceis de penetrar, como hepatócitos humanos primários ou linhas celulares de vários cânceres hematológicos, que atualmente representam um alvo de terapia difícil, "diz Grantz Šašková.
p "Outra grande vantagem é sua estabilidade a longo prazo em temperaturas relativamente normais. Ao contrário das vacinas de mRNA atualmente em uso, que deve ser armazenado a menos 70 graus Celsius, nossas nanopartículas podem ser armazenadas por vários meses em uma geladeira comum, "acrescenta Cígler.
p Nanopartículas lipídicas XMAN para fácil transporte de vários tipos de ácidos nucleicos terapêuticos para dentro das células. Crédito:Tomas Bellon / IOCB Praga
p A capacidade de transportar moléculas de tamanhos variados para as células torna mais fácil usar o sistema, mesmo em terapias genéticas muito diferentes umas das outras. Além das vacinas de mRNA, estes incluem doenças como hemofilia A ou fibrose cística causada pela produção insuficiente de uma determinada proteína. Em tais casos, a molécula de mRNA permite que a célula produza a proteína que falta.
p As novas moléculas também são adequadas para uso no tratamento de doenças causadas pela produção de proteínas patológicas, como certas formas de amiloidose com risco de vida, onde os problemas são causados pelo mau funcionamento da proteína transtirretina. Nesses casos, é possível transportar um pequeno segmento de RNA denominado siRNA (pequeno RNA interferente), que ao entrar na célula é capaz de interromper a produção da proteína prejudicial ou com mau funcionamento.
- p Dra. Klára Grantz Šašková do grupo de Proteases de Patógenos Humanos no IOCB Praga. Crédito:Tomas Bellon / IOCB Praga
- p Dr. Petr Cígler, chefe do grupo de Nanoquímica Sintética no IOCB Praga. Crédito:Tomas Bellon / IOCB Praga
p Outras pesquisas em novas nanopartículas de lipídios podem levar ao transporte direcionado para tipos específicos de células, que, entre outras coisas, é útil para o desenvolvimento de vacinas anticâncer personalizadas ou drogas de RNA para o tratamento de doenças neurodegenerativas.
p O novo sistema universal de transporte de ácidos nucléicos terapêuticos para dentro das células tem grande potencial para o desenvolvimento de novas vacinas e medicamentos. Portanto, IOCB TECH, o escritório subsidiário de transferência de tecnologia da IOCB Praga, está trabalhando intensamente em sua comercialização e negociando com possíveis parceiros da indústria farmacêutica.