p (Phys.org) —Uma equipe de pesquisa liderada por Brigham and Women's Hospital (BWH) desenvolveu e testou uma nova plataforma de nanopartículas que fornece proteínas clinicamente importantes in vivo em testes iniciais de prova de conceito. Nanopartículas, que são partículas medindo nanômetros de tamanho, prometem uma variedade de aplicações, incluindo terapêutica humana. A principal vantagem da nova plataforma, conhecido como nanopartícula de esponja térmica, é que elimina a necessidade de solventes agressivos, o que pode danificar as próprias moléculas que as partículas são projetadas para transportar. p O estudo foi publicado online em 21 de outubro em Nano Letras .

p "Um desafio central na aplicação da tecnologia de nanopartículas à terapêutica de proteínas é preservar a atividade biológica das proteínas, que pode ser inativado pelos solventes orgânicos usados ​​na engenharia de nanopartículas, "disse Omid Farokhzad, MD, Diretor do Laboratório de Nanomedicina e Biomateriais do BWH. "Nossa pesquisa demonstra que a plataforma térmica, que permite o carregamento de proteínas sem solvente, é uma abordagem promissora para a entrega de uma variedade de proteínas, incluindo proteínas altamente lábeis, como IL-10. "

p Os medicamentos à base de proteínas constituem uma classe importante de medicamentos para o tratamento de uma variedade de doenças humanas. Contudo, desafios significativos em seu desenvolvimento geralmente resultaram em caminhos de desenvolvimento muito lentos. Para superar esses desafios, Farokhzad e seus colegas procuraram criar métodos aprimorados de nanopartículas para a entrega de terapias com proteínas.

p As novas nanopartículas de esponja térmica (TNPs) que desenvolveram são compostas por polímeros biocompatíveis e biodegradáveis. Esses polímeros incluem uma central, núcleo esférico, feito do polímero poli (D, L-lactídeo), e uma "termo-esponja externa, "feito de um polímero de polaxômero. O núcleo pode ter carga positiva ou negativa, para permitir a entrega de proteínas carregadas negativamente ou positivamente, respectivamente. Mais importante, a camada de esponja térmica pode expandir ou contrair conforme a temperatura muda, que permite o carregamento sem solvente de proteínas no TNP.

p Os pesquisadores selecionaram uma gama de proteínas diferentes para carregar nos TNPs, incluindo interleucina-10 carregada positivamente (IL-10) e eritropoietina, e insulina carregada negativamente e hormônio de crescimento humano. As proteínas mostraram padrões semelhantes de liberação sustentada por quatro dias após o carregamento, indicando que os TNPs são capazes de entregar efetivamente uma variedade de proteínas.

p Outros testes mostraram que as proteínas carregadas nos TNPs retiveram sua bioatividade durante o carregamento e a liberação dos TNPs.

p Mais importante, em estudos de modelos pré-clínicos, o carregamento de IL-10 ou insulina nas TNPs resultou em aumentos dramáticos na exposição sistêmica às proteínas, folga reduzida, e aumento da meia-vida circulante das proteínas em comparação com a proteína nativa sem TNP.

p "Os TNPs foram projetados e nanoengenharia tendo em mente a bioatividade das proteínas, onde otimizamos uma nanotecnologia sem solvente que pode aprisionar proteínas de vários tamanhos e cargas com base nas diferenças de temperatura na casca das nanopartículas. Esta metodologia é passível de entrega de uma gama de proteínas terapêuticas e pode potencialmente levar à tradução clínica fácil de nanopartículas para entrega de produtos biológicos, "disse Won IL Choi, Ph.D., Pós-doutorado no Laboratório de Nanomedicina e Biomateriais do BWH.