Pesquisadores que trabalham com minúsculos transportadores de medicamentos conhecidos como nanopartículas lipídicas desenvolveram um novo tipo de material capaz de atingir os pulmões e os olhos, um passo importante em direção à terapia genética para doenças hereditárias como fibrose cística e perda de visão hereditária.



As conclusões do estudo liderado por Gaurav Sahay e Yulia Eygeris, da Faculdade de Farmácia da Universidade Estadual de Oregon, e Renee Ryals, da Oregon Health &Science University, foram publicadas hoje no Proceedings of the National Academy of Sciences. .

Ao contrário de outros tipos de nanopartículas lipídicas que tendem a acumular-se no fígado, as deste estudo, baseadas no composto tiofeno, são capazes de navegar até aos tecidos dos pulmões e da retina, onde entregam a sua carga terapêutica. Os pesquisadores referem-se a esses novos lipídios como tiolipídios.

A colaboração demonstrou, através da utilização de modelos animais, a possibilidade de utilização de tiolípidos em nanopartículas lipídicas para fornecer ARN mensageiro, a tecnologia subjacente às vacinas contra a COVID-19, para combater a cegueira genética e as doenças pulmonares.

“Essas nanopartículas cheias de lipídios gordurosos podem encapsular medicamentos genéticos como mRNA e editores de genes CRISPR-Cas9, que podem ser usados ​​para tratar e até curar doenças genéticas raras”, disse Eygeris, pesquisador associado sênior da OSU. "As estruturas químicas dos lipídios determinam o quão potentes são as nanopartículas lipídicas e qual órgão elas podem alcançar a partir da corrente sanguínea."

Os lipídios são compostos orgânicos que contêm caudas gordurosas e são encontrados em muitos óleos e ceras naturais, e as nanopartículas são pequenos pedaços de material que variam em tamanho de um a 100 bilionésimos de metro. O RNA mensageiro fornece instruções às células para produzir uma proteína específica.

Com as vacinas contra o coronavírus, o mRNA transportado pelas nanopartículas lipídicas instrui as células a produzirem um pedaço inofensivo da proteína spike do vírus, o que desencadeia uma resposta imunológica do corpo.

Como terapia para a deficiência visual resultante da degeneração hereditária da retina, o mRNA instruiria as células da retina – que não funcionam bem devido a uma mutação genética – a fabricar as proteínas necessárias para a visão. A degeneração retiniana hereditária, comumente abreviada para IRD, abrange um grupo de distúrbios de gravidade e prevalência variadas que afetam uma em cada milhares de pessoas em todo o mundo.

Um exemplo de doença pulmonar genética é a fibrose cística, um distúrbio progressivo que resulta em infecção pulmonar persistente e afeta 30.000 pessoas nos EUA, com cerca de 1.000 novos casos identificados a cada ano.

Um gene defeituoso – o regulador da condutância transmembrana da fibrose cística, ou CFTR – causa a doença, que é caracterizada por desidratação pulmonar e acúmulo de muco que bloqueia as vias aéreas.

O estudo de nanopartículas lipídicas à base de tiofeno, que envolveu camundongos e primatas não humanos, decorre de um projeto para abordar as limitações associadas ao atual meio primário de entrega para edição genética:um tipo de vírus conhecido como vírus adeno-associado, ou AAV.

“O AAV tem capacidade de embalagem limitada em comparação com as nanopartículas lipídicas e pode provocar uma resposta do sistema imunológico”, disse Sahay, professor de ciências farmacêuticas. “Também não funciona muito bem ao continuar a expressar as enzimas que a ferramenta de edição usa como tesoura molecular para fazer cortes no DNA a ser editado”.

Sahay chama as descobertas dos tio-lipídios de "altamente encorajadoras", mas diz que são necessários mais estudos, incluindo pesquisas sobre o impacto a longo prazo dos lipídios na saúde da retina.

“Mas acreditamos que nossos resultados servem como uma prova de conceito e continuaremos a explorar os tiolipídios em potenciais tratamentos de doenças genéticas pulmonares e da retina”, disse ele.

Outros pesquisadores da Faculdade de Farmácia da OSU que contribuíram para o estudo foram Mohit Gupta, Jeonghwan Kim, Antony Jozic, Milan Gautam, Jonas Renner, Dylan Nelson e Elissa Bloom.

Mais informações: Yulia Eygeris et al, Lipídios à base de tiofeno para entrega de mRNA em tecidos pulmonares e retinais, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2307813120
Fornecido pela Oregon State University