As doenças autoimunes estão entre as doenças crônicas mais prevalentes em todo o mundo. Os tratamentos emergentes para doenças autoimunes concentram-se em “terapias celulares adotivas”, ou aquelas que utilizam células do próprio corpo do paciente para atingir a imunossupressão. Estas células terapêuticas são reconhecidas pelo corpo do paciente como “próprias”, limitando assim os efeitos secundários, e são especificamente concebidas para localizar o efeito terapêutico pretendido.



No tratamento de doenças autoimunes, as atuais terapias celulares adotivas têm-se centrado em grande parte nas células T reguladoras (T_reg ), que é definido pela expressão da proteína Forkhead box 3, ou Foxp3. Embora T_regs oferecem grande potencial, utilizá-los para fins terapêuticos continua sendo um grande desafio. Em particular, os métodos de entrega atuais resultam em engenharia ineficiente de células T.

T_registros compõem apenas aproximadamente 5% a 10% das células mononucleares circulantes do sangue periférico. Além disso, T_regs carecem de marcadores de superfície mais específicos que os diferenciem de outras populações de células T. Esses obstáculos dificultam a colheita, purificação e cultivo de T_regs para números terapeuticamente relevantes. Embora existam T_regs residentes em tecidos adicionais em órgãos não linfóides, como no músculo esquelético e no tecido adiposo visceral, esses T_regs são gravemente inacessíveis e em número reduzido.

Agora, uma equipe de pesquisa liderada por Michael Mitchell, professor associado de bioengenharia na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade da Pensilvânia, desenvolveu uma plataforma de nanopartículas lipídicas (LNP) para fornecer RNA mensageiro Foxp3 (mRNA) às células T para aplicações. na autoimunidade. Suas descobertas foram publicadas na revista Nano Letters .

"Os principais desafios associados à engenharia celular ex vivo (fora do corpo) são eficiência, toxicidade e aumento de escala:nossas nanopartículas lipídicas de mRNA (mRNA LNPs) nos permitem superar todos esses problemas", diz Mitchell. "A novidade do nosso trabalho vem de três componentes principais:primeiro, o uso de mRNA, que permite a geração de células imunossupressoras transitórias; segundo, o uso de LNPs, que permitem a entrega eficaz de mRNA e a engenharia celular eficiente; e por último, o engenharia ex vivo de células T humanas primárias para doenças autoimunes, oferecendo o canal mais direto para a tradução clínica desta terapia da bancada para a beira do leito."

“Até onde sabemos, esta é uma das primeiras plataformas de mRNA LNP que tem sido usada para projetar células T para terapias autoimunes”, continua ele. “Em termos gerais, esta plataforma pode ser usada para desenvolver terapias celulares adotivas para doenças autoimunes específicas e pode ser potencialmente usada para criar caminhos terapêuticos para alergias, transplantes de órgãos e muito mais”.

A entrega da proteína Foxp3 às células T tem sido difícil porque as proteínas não atravessam facilmente a membrana celular. “O mRNA codifica a proteína Foxp3, que é um fator de transcrição que torna as células T imunossupressoras em vez de ativas”, explica o primeiro autor Ajay Thatte, estudante de doutorado e bolsista da NSF no Laboratório Mitchell. “Essas células T projetadas podem suprimir a função das células T efetoras, o que é importante porque a hiperatividade das células T é um fenótipo comum em doenças autoimunes”.

Além disso, o tamanho, a carga e a complexidade relativamente baixa do mRNA permitem que ele seja facilmente empacotado em sistemas de entrega eficazes, como LNPs ionizáveis, comprovadamente uma poderosa plataforma de entrega, em particular para mRNA, como demonstrado pelo sucesso das vacinas contra a COVID-19. .

No novo estudo, Mitchell e sua equipe examinaram primeiro uma biblioteca de 18 LNPs exclusivos para identificar um LNP de alto desempenho para entrega de mRNA ao CD4 humano ⁺ Células T. Em seguida, eles reformularam este LNP para o mRNA de Foxp3 para gerar células Foxp3-T, verificando se as células suprimiam efetivamente a proliferação de células T efetoras. Os resultados demonstram o potencial do uso de LNPs de mRNA para desenvolver terapias imunossupressoras baseadas em células para doenças autoimunes e muito mais.

Em estudos futuros, a equipe planeja examinar o efeito supressor dessas células Foxp3-T modificadas em outras células do sistema imunológico, como macrófagos e células dendríticas. Eles então esperam transferir as células Foxp3-T projetadas para modelos de doenças autoimunes em camundongos para testar sua eficácia e efeito imunológico. Finalmente, eles procurarão desenvolver LNPs direcionados para entregar mRNA de Foxp3 às células T que circulam no corpo, estabelecendo uma plataforma de engenharia in-situ para terapias de doenças autoimunes.

"Embora amplamente explorada em aplicações contra o câncer, a engenharia de células imunológicas fora do corpo tem sido menos explorada para aplicações de autoimunidade. Além disso, alcançar alta eficiência e baixa toxicidade durante o processo de engenharia celular é extremamente difícil", diz Mitchell. "Nossa tecnologia LNP permite a engenharia fácil e eficiente de células T com baixa toxicidade. Nossas células T projetadas podem ser usadas em uma série de distúrbios imunológicos hiperativos."

Mais informações: Ajay S. Thatte et al, Nanopartículas lipídicas de mRNA para engenharia ex vivo de células T imunossupressoras para terapias de autoimunidade, Nano Letters (2023). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c02573
Informações do diário: Nanoletras

Fornecido pela Universidade da Pensilvânia