Nanoengenheiros da Universidade da Califórnia em San Diego desenvolveram uma maneira nova e potencialmente mais eficaz de entregar RNA mensageiro (mRNA) nas células. Sua abordagem envolve empacotar mRNA dentro de nanopartículas que imitam o vírus da gripe – um veículo naturalmente eficiente para fornecer material genético, como RNA, dentro das células.
As novas nanopartículas de entrega de mRNA são descritas em um artigo publicado recentemente na revista Angewandte Chemie International Edition .

O trabalho aborda um grande desafio no campo da entrega de drogas:obter grandes moléculas biológicas de drogas com segurança nas células e protegê-las de organelas chamadas endossomos. Essas pequenas bolhas cheias de ácido dentro da célula servem como barreiras que prendem e digerem grandes moléculas que tentam entrar. Para que a terapêutica biológica faça seu trabalho uma vez dentro da célula, ela precisa de uma maneira de escapar dos endossomos.

"Os métodos atuais de entrega de mRNA não têm mecanismos de escape endossomais muito eficazes, então a quantidade de mRNA que realmente é liberada nas células e mostra efeito é muito baixa. A maioria deles é desperdiçada quando administrada", disse o autor sênior Liangfang Zhang, professor de nanoengenharia na Escola de Engenharia da UC San Diego Jacobs.

Alcançar o escape endossomal eficiente seria um divisor de águas para vacinas e terapias de mRNA, explicou Zhang. "Se você pode obter mais mRNA nas células, isso significa que você pode tomar uma dose muito menor de uma vacina de mRNA, e isso pode reduzir os efeitos colaterais enquanto alcança a mesma eficácia". Também poderia melhorar a entrega de pequeno RNA interferente (siRNA) nas células, que é usado em algumas formas de terapia genética.

Na natureza, os vírus fazem um trabalho muito bom ao escapar do endossoma. O vírus influenza A, por exemplo, tem uma proteína especial em sua superfície chamada hemaglutinina, que quando ativada por ácido dentro do endossomo, faz com que o vírus fusione sua membrana com a membrana endossomal. Isso abre o endossomo, permitindo que o vírus libere seu material genético na célula hospedeira sem ser destruído.

Zhang e sua equipe desenvolveram nanopartículas de entrega de mRNA que imitam a capacidade do vírus da gripe de fazer isso. Para fazer as nanopartículas, os pesquisadores criaram células geneticamente modificadas no laboratório para expressar a proteína hemaglutinina em suas membranas celulares. Eles então separaram as membranas das células, as quebraram em pequenos pedaços e as revestiram em nanopartículas feitas de um polímero biodegradável que foi pré-embalado com moléculas de mRNA em seu interior.

O produto final é uma nanopartícula semelhante ao vírus da gripe que pode entrar em uma célula, sair do endossomo e liberar sua carga útil de mRNA para fazer seu trabalho:instruir a célula a produzir proteínas.

Os pesquisadores testaram as nanopartículas em camundongos. As nanopartículas foram embaladas com mRNA que codifica uma proteína bioluminescente chamada Cypridina luciferase. Eles foram administrados tanto pelo nariz – os camundongos inalaram gotículas de uma solução contendo nanopartículas aplicadas nas narinas – quanto por injeção intravenosa. Os pesquisadores fizeram imagens dos narizes e analisaram o sangue dos camundongos e encontraram uma quantidade significativa de sinal de bioluminescência. Esta foi a evidência de que as nanopartículas semelhantes ao vírus da gripe efetivamente entregaram suas cargas úteis de mRNA nas células in vivo.

Os pesquisadores agora estão testando seu sistema para entrega de cargas úteis de mRNA e siRNA. + Explorar mais

Pesquisadores monitoram o mRNA para ajudar a cronometrar sua grande fuga à perfeição