p Muitos cientistas estão buscando maneiras de tratar doenças, fornecendo DNA ou RNA que pode ativar ou desativar um gene. Contudo, um grande obstáculo ao progresso neste campo tem sido encontrar maneiras de entregar com segurança esse material genético às células corretas. p Encapsular fitas de RNA ou DNA em partículas minúsculas é uma abordagem promissora. Para ajudar a acelerar o desenvolvimento de tais veículos de entrega de drogas, uma equipe de pesquisadores do MIT, Georgia Tech, e a Universidade da Flórida agora desenvolveu uma maneira de testar rapidamente diferentes nanopartículas para ver onde elas vão no corpo.

p "A entrega de medicamentos é um obstáculo realmente substancial que precisa ser superado, "diz James Dahlman, um ex-aluno de pós-graduação do MIT que agora é professor assistente da Georgia Tech e principal autor do estudo. "Independentemente de seus mecanismos biológicos de ação, todas as terapias genéticas precisam de administração segura e específica de drogas ao tecido que você deseja atingir. "

p Esta abordagem, descrito no Proceedings of the National Academy of Sciences na semana de 6 de fevereiro, poderia ajudar os cientistas a direcionar terapias genéticas para locais precisos do corpo.

p “Pode ser usado para identificar uma nanopartícula que vai para um determinado lugar, e com essa informação, poderíamos desenvolver a nanopartícula com uma carga útil específica em mente, "diz Daniel Anderson, professor associado do Departamento de Engenharia Química do MIT e membro do Instituto Koch para Pesquisa Integrativa do Câncer e do Instituto de Engenharia Médica e Ciência (IMES) do MIT.

p Os autores seniores do artigo são Anderson; Robert Langer, o professor do David H. Koch Institute do MIT e membro do Koch Institute; e Eric Wang, professor da Universidade da Flórida. Outros autores são o estudante de graduação Kevin Kauffman, recém-formados pelo MIT, Yiping Xing e Chloe Dlott, Taylor Shaw, estudante do MIT, e o assistente técnico do Koch Institute Faryal Mir.

p Doença de alvo

p Encontrar uma maneira confiável de entregar DNA às células-alvo pode ajudar os cientistas a perceber o potencial da terapia genética - um método de tratamento de doenças como fibrose cística ou hemofilia, entregando novos genes que substituem versões ausentes ou defeituosas. Outra abordagem promissora para novas terapias é a interferência de RNA, que pode ser usado para desligar genes hiperativos, bloqueando-os com fitas curtas de RNA conhecidas como siRNA.

p Distribuir esses tipos de material genético nas células do corpo tem se mostrado difícil, Contudo, porque o corpo desenvolveu muitos mecanismos de defesa contra material genético estranho, como vírus.

p Para ajudar a escapar dessas defesas, O laboratório de Anderson desenvolveu nanopartículas, incluindo muitos feitos de moléculas gordurosas chamadas lipídios, que protegem o material genético e o transportam para um determinado destino. Muitas dessas partículas tendem a se acumular no fígado, em parte porque o fígado é responsável por filtrar o sangue, mas tem sido mais difícil encontrar partículas que tenham como alvo outros órgãos.

p "Nós nos tornamos bons em entregar nanopartículas em certos tecidos, mas não todos eles, "Anderson diz." Nós também não descobrimos realmente como a química das partículas influencia o direcionamento para destinos diferentes. "

p Para identificar candidatos promissores, O laboratório de Anderson gera bibliotecas de milhares de partículas, por características variadas, como seu tamanho e composição química. Os pesquisadores então testam as partículas, colocando-as em um determinado tipo de célula, crescido em uma placa de laboratório, para ver se as partículas podem entrar nas células. Os melhores candidatos são então testados em animais. Contudo, este é um processo lento e limita o número de partículas que podem ser testadas.

p "O problema que temos é que podemos fazer muito mais nanopartículas do que podemos testar, "Anderson diz.

p Para superar esse obstáculo, os pesquisadores decidiram adicionar "códigos de barras, "consistindo em uma sequência de DNA de cerca de 60 nucleotídeos, para cada tipo de partícula. Depois de injetar as partículas em um animal, os pesquisadores podem recuperar os códigos de barras de DNA de diferentes tecidos e, em seguida, sequenciá-los para ver quais partículas foram parar onde.

p "O que nos permite é testar muitas nanopartículas diferentes ao mesmo tempo dentro de um único animal, "Dahlman diz.

p Partículas de rastreamento

p Os pesquisadores primeiro testaram partículas que haviam sido mostradas anteriormente como alvos nos pulmões e no fígado, e confirmou que eles foram para onde o esperado.

p Então, os pesquisadores examinaram 30 nanopartículas lipídicas diferentes que variavam em um traço-chave - a estrutura de um componente conhecido como polietilenoglicol (PEG), um polímero frequentemente adicionado a drogas para aumentar sua longevidade na corrente sanguínea. Nanopartículas lipídicas também podem variar em seu tamanho e outros aspectos de sua composição química.

p Cada uma das partículas também foi marcada com um dos 30 códigos de barras de DNA. Ao sequenciar códigos de barras que acabaram em diferentes partes do corpo, os pesquisadores foram capazes de identificar partículas que atingiam o coração, cérebro, útero, músculo, rim, e pâncreas, além de fígado e pulmão. Em estudos futuros, eles planejam investigar o que faz com que diferentes partículas se concentrem em diferentes tecidos.

p Os pesquisadores também realizaram mais testes em uma das partículas, que tem como alvo o fígado, e descobriu que poderia entregar com sucesso siRNA que desliga o gene para um fator de coagulação do sangue.

p Victor Koteliansky, diretor do Skoltech Center for Functional Genomics, descreveu a técnica como uma forma "inovadora" de acelerar o processo de identificação de nanopartículas promissoras para entregar RNA e DNA.

p "Encontrar uma boa partícula é um evento muito raro, então você precisa filtrar muitas partículas. Essa abordagem é mais rápida e pode fornecer uma compreensão mais profunda de onde as partículas irão no corpo, "diz Kotelianksy, que não participou da pesquisa.

p Esse tipo de tela também pode ser usado para testar outros tipos de nanopartículas, como as feitas de polímeros. "Realmente esperamos que outros laboratórios em todo o país e em todo o mundo experimentem nosso sistema para ver se funciona para eles, "Dahlman diz. p Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.