Projetando nanopartículas para tratamentos seguros para gravidez
A estrutura lipídica ionizável influencia a entrega de mRNA em trofoblastos placentários humanos in vitro. Crédito:Anais da Academia Nacional de Ciências (2024). DOI:10.1073/pnas.2307810121 Muitas vezes, a falta de ensaios clínicos significa que as mulheres grávidas sofrem porque os medicamentos disponíveis são prescritos off-label para elas ou não são prescritos. Um novo estudo oferece prova de conceito para parâmetros importantes para desenvolver terapias genéticas seguras na gravidez.
O poder das nanopartículas lipídicas (LNPs) é mais amplamente apreciado desde que as vacinas de mRNA contra a COVID-19 foram distribuídas em centenas de milhões de pessoas, incluindo grávidas. Pesquisadores da Universidade Carnegie Mellon estão trabalhando para desbloquear todos os tipos de novas terapias, tratando doenças no nível genético.
“Ao pensar no futuro da medicina genética, gostaríamos de compreender o que poderia ser bom também para as pessoas grávidas”, diz Kathryn Whitehead.
Whitehead, professor de engenharia química e engenharia biomédica, está entre os primeiros a estudar a entrega de mRNA durante a gravidez.
Em artigo publicado na PNAS , Whitehead fornece orientação estrutural sobre o projeto de nanopartículas lipídicas para uso seguro durante a gravidez. As nanopartículas lipídicas são os veículos de entrega que levam o mRNA para as células.
Muitas das questões que cercam as terapias genéticas em pessoas grávidas e não grávidas têm a ver com o veículo de entrega. Não está claro se o mesmo veículo de parto pode ser usado para todos ou se um deles precisa ser desenvolvido especialmente para uso seguro durante a gravidez.
A pesquisa de Whitehead fornece informações sobre como as mudanças durante a gravidez alteram o comportamento das nanopartículas em comparação com pessoas não grávidas.
O sistema imunológico e sua resposta habitual a qualquer coisa estranha mudam durante a gravidez. É importante compreender as mudanças na resposta imune às nanopartículas lipídicas devido a potenciais toxicidades e outros problemas.
O estudo de Whitehead mostra que os efeitos das nanopartículas lipídicas durante a gravidez dependem da química. A inclusão de diferentes lípidos na nanopartícula altera a sua química, o que por sua vez altera a forma como o sistema imunitário responde.
No estudo, os pesquisadores analisaram 260 lipídios diferentes. Eles incluíram materiais conhecidos por funcionarem bem sem causar muita resposta imunológica, materiais conhecidos por funcionarem bem e causarem uma resposta imunológica e materiais conhecidos por funcionarem mal.
O estudo mostra que as nanopartículas lipídicas utilizadas no laboratório de Whitehead não passam para o feto. Durante a gravidez, o corpo apresenta diferentes barreiras à administração de medicamentos. Um dos mais óbvios é a placenta. É fundamental para fornecer nutrientes ao feto, ao mesmo tempo que inibe o transporte de qualquer coisa tóxica. A maioria das terapias que uma mulher precisaria deveria ser mantida fora do feto. A pesquisa de Whitehead mostra que é possível entregar mRNA à placenta sem que ele se acumule no feto.
Existem várias doenças em que há disfunção da placenta. Uma das mais comuns é a pré-eclâmpsia. “Se pudermos entregar mRNA à placenta, isso abrirá oportunidades para terapia e também para explorar por que essas doenças estão acontecendo”, diz Whitehead.
Os pesquisadores também analisaram nanopartículas lipídicas que se mostraram inflamatórias em pesquisas anteriores e descobriram que elas prejudicavam o desenvolvimento fetal. Isto confirma que a entrega de uma nanopartícula lipídica inflamatória durante a gravidez é prejudicial de forma quantitativa e estruturalmente dependente.
Existem certos produtos químicos para os quais os pesquisadores podem prever que qualquer coisa que contenha esse grupo estrutural específico causará um problema. Ao compreender melhor a função da estrutura, os pesquisadores podem prever com mais precisão quais lipídios usar no futuro.
Colaboradores do Magee-Womens Research Institute foram fundamentais nas fases iniciais do estudo. À medida que a pesquisa avança, Whitehead está se conectando com novos parceiros.
Whitehead diz que este trabalho sobre a entrega de mRNA durante a gravidez impulsionará o desenvolvimento de novos tratamentos seguros para a gravidez. As descobertas poderão levar a melhores tratamentos para doenças maternas, como parto prematuro ou pré-eclâmpsia, talvez na próxima década.
Mais informações: Namit Chaudhary et al, Estrutura de nanopartículas lipídicas e rota de entrega durante a gravidez determinam a potência do mRNA, imunogenicidade e resultados maternos e fetais, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2307810121 Informações do diário: Anais da Academia Nacional de Ciências
Fornecido pela Carnegie Mellon University Chemical Engineering