Os cientistas da Rice University desenvolveram um vírus sintonizável que funciona como um cofre. São necessárias duas chaves para abri-lo e liberar sua carga terapêutica.

O laboratório Rice do bioengenheiro Junghae Suh desenvolveu um vírus adeno-associado (AAV) que desbloqueia apenas na presença de duas proteases selecionadas, enzimas que cortam outras proteínas para descarte. Como certas proteases são elevadas em locais de tumor, os vírus podem ser projetados para atingir e destruir as células cancerosas.

O trabalho aparece online esta semana no jornal American Chemical Society ACS Nano .

Os AAVs são bastante benignos e se tornaram objeto de intenso estudo como veículos de entrega para terapias genéticas. Os pesquisadores freqüentemente tentam direcionar os AAVs para os receptores celulares que podem estar ligeiramente superexpressos nas células doentes.

O laboratório Rice tem uma abordagem diferente. "Estávamos procurando outros tipos de biomarcadores além dos receptores celulares presentes em locais de doenças, "Suh disse." No câncer de mama, por exemplo, é conhecido que as células tumorais proteases extracelulares supersecretas, mas talvez mais importantes sejam as células imunes infiltradas que migram para o microambiente tumoral e começam a despejar também um monte de proteases.

"Então é isso que queremos para fazer a entrega direcionada. Nossa ideia básica é criar vírus que, na configuração bloqueada, não pode fazer nada. Eles são inertes, ", disse ela. Quando os AAVs programados encontram as chaves de protease certas nos locais da doença, "esses vírus desbloqueiam, ligam-se às células e entregam cargas úteis que matam as células para a terapia do câncer ou entregam genes que podem corrigi-las para outras aplicações de doenças. "

O laboratório de Suh insere geneticamente peptídeos nos AAVs de automontagem para bloquear os capsídeos, as cascas duras que protegem os genes contidos nelas. As proteases alvo reconhecem os peptídeos "e mastigam as mechas, "desbloqueando efetivamente o vírus e permitindo que ele se ligue às células doentes.

"Se estivéssemos procurando apenas uma protease, pode ser no local do câncer, mas também pode estar em algum outro lugar do corpo onde você tenha inflamação. Isso pode levar a efeitos colaterais indesejáveis, "disse ela." Ao exigir duas proteases diferentes - digamos, a protease A e a protease B - para abrir o vírus bloqueado, podemos alcançar maior especificidade de entrega, uma vez que a chance de ter ambas as proteases elevadas em um local torna-se menor. "

No futuro, abordagens de imagem molecular serão usadas para detectar a identidade e a concentração de proteases elevadas. "Com essa informação, poderíamos escolher um dispositivo de vírus em nosso painel de variantes projetadas que tenha as propriedades certas para atingir aquele local da doença. É para onde queremos ir, " ela disse.

Suh disse que proteases elevadas são encontradas em torno de muitos tecidos doentes. Ela sugeriu que esses vírus ativáveis ​​por protease podem ser úteis para o tratamento não só de câncer, mas também de doenças neurológicas, como derrame, Doenças de Parkinson e Alzheimer, e doenças cardíacas, incluindo enfarte do miocárdio e insuficiência cardíaca congestiva.

A visão final dessa tecnologia é projetar vírus que possam realizar uma combinação de etapas para direcionamento. "Para aumentar a especificidade do desbloqueio de vírus, você pode imaginar a criação de vírus que exigem muito mais chaves para abrir, "disse ela." Por exemplo, você pode precisar das proteases A e B, bem como de um receptor celular para desbloquear o vírus. O trabalho relatado aqui é um bom primeiro passo em direção a esse objetivo. "