Um revestimento mineral protector identificado por investigadores de engenharia biomédica da Universidade de Wisconsin-Madison poderia permitir que terapias poderosas de ARN mensageiro, como as vacinas contra a COVID-19, fossem armazenadas à temperatura ambiente, tornando-as mais acessíveis a comunidades com menos recursos em todo o mundo.



Em artigo publicado na revista Acta Biomaterialia , o professor William Murphy e colaboradores em seu laboratório detalham como o uso de uma composição de revestimento mineral otimizada pode manter a atividade do mRNA por até seis meses em temperatura ambiente. Com esse tipo de preservação, a terapêutica de mRNA – vacinas contra doenças infecciosas, mas também tratamentos emergentes para o cancro e regeneração de tecidos – poderia ser armazenada nas prateleiras das clínicas locais.

O rápido desenvolvimento de vacinas contra a COVID-19 baseadas em mRNA foi um divisor de águas na pandemia. As vacinas empregam mRNA para direcionar as células a produzirem uma proteína da superfície do vírus, desencadeando uma resposta imunológica que prepara o nosso corpo para a realidade.

Várias estimativas mostram que as vacinas, resultado de décadas de investigação incremental de mRNA – algumas das quais resultaram num Prémio Nobel em 2023 – salvaram milhões de vidas.

Só há um problema:as vacinas contra a COVID-19, bem como outras terapias para o cancro baseadas em mRNA, requerem armazenamento em cadeia de frio para manter a sua potência.

“Parece um problema trivial, mas na verdade é um problema tremendo”, diz Murphy, professor de engenharia biomédica e ortopedia e reabilitação. “Se você está tentando levá-los para a África Subsaariana, terá desafios substanciais”.

O líder do estudo, Joshua Choe, MD-Ph.D. estudante do laboratório de Murphy, examinou 40 composições minerais com o objetivo de encontrar uma que, quando combinada com complexos de mRNA, otimizasse sua estabilidade em formulações mais simples do que as usadas nas vacinas atuais.

Ao final, ele identificou uma composição com quantidade adequada de citrato e flúor que mantinha a potência do mRNA liofilizado. Ele agora está aplicando a abordagem a formulações semelhantes às usadas nas vacinas contra a COVID, com resultados iniciais promissores. O grupo apresentou uma patente provisória baseada no trabalho através da Wisconsin Alumni Research Foundation.

“Até seis meses, você mantém essa atividade, enquanto sem usar nosso mineral para armazenar a terapêutica de mRNA, você perde um pouco da atividade depois de duas semanas, e então ela diminui para quase nada”, diz Choe, que espera trabalhar como cirurgião ortopédico e pesquisador após se formar.

A abordagem inspira-se na capacidade documentada de fósseis antigos de preservar DNA e proteínas. Os cientistas extraíram com sucesso o DNA para analisar o genoma de "Denny", um ancestral dos humanos com cerca de 90.000 anos de idade, cujos restos mortais foram encontrados em uma caverna russa em 2012. Em outra descoberta na Tanzânia, os pesquisadores encontraram proteínas intactas em cascas de ovos de avestruz que datam de 3,8 milhões de anos atrás.

O laboratório de Murphy tem usado minerais para estabilizar moléculas biológicas para várias aplicações biomédicas há cerca de 15 anos, e Choe viu uma oportunidade de aplicar a tática à terapêutica de mRNA enquanto trabalhava no laboratório durante os dias isolados do inverno de 2020.

Além de demonstrar ainda mais a eficácia da sua abordagem com vacinas de mRNA, Murphy e o seu grupo estão a prosseguir a sua utilização para a regeneração de tecidos, particularmente para o tratamento de lesões da medula espinal, cicatrização de feridas e regeneração de cartilagens, músculos e ossos.

“Queremos ser capazes de alcançá-lo de uma forma que já esteja pronta para uso, para que você possa literalmente retirar um tratamento da prateleira, aplicá-lo a um paciente e estimular a regeneração do tecido”, diz Murphy.

William Murphy é professor Harvey D. Spangler e H.I. Bolsista do corpo docente de Romnes. Ele também é o diretor fundador do Forward BIO Institute na UW – Madison. Outros autores do artigo incluem Hannah Brinkman, membro do laboratório Murphy, DVM/Ph.D. estudante e Jae Sung Lee, cientista da equipe.

Mais informações: Joshua A. Choe et al, Minerais Biomiméticos Otimizados Mantêm Atividade de Complexos de mRNA após Armazenamento de Longo Prazo, Acta Biomaterialia (2023). DOI:10.1016/j.actbio.2023.11.044
Informações do diário: Acta Biomaterialia

Fornecido pela Universidade de Wisconsin-Madison