Pesquisa mostra que vesículas geneticamente modificadas têm como alvo melhor as células cancerígenas
Esquema de eFT-CNVs anti-GPC3 e fusogênio projetado co-expressando eFT-CNVs para entrega citosólica de produtos terapêuticos. GPC3 e B2M intrínsecos são eliminados usando CRISPR/Cas 9 seguido pela co-expressão de scFv anti-GPC3 e fusogênio projetado em membranas celulares HEK293. As eFT-CNVs são geradas por extrusão mecânica das células doadoras e carregadas com vários medicamentos, por exemplo, ácidos nucleicos, toxinas proteicas ou agentes quimioterápicos, para entrega citosólica no alvo. Crédito:Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-39181-2 Dois factos infelizes sobre a quimioterapia:pode prejudicar tanto as células saudáveis como as cancerosas, e muitos alvos terapêuticos permanecem dentro das células cancerígenas, tornando-as mais difíceis de alcançar.
Os engenheiros biomédicos da Universidade de Binghamton estão entre os que pesquisam o uso de nanovesículas derivadas de células para fornecer agentes terapêuticos ao interior das células cancerígenas com melhor precisão e eficiência. Os pequenos sacos de proteínas, lipídios e RNA que as células secretam como método de comunicação intercelular poderiam ser modificados para transportar medicamentos.
"Esses nanocarreadores têm algumas propriedades excelentes", disse Yuan Wan, professor assistente do Departamento de Engenharia Biomédica da Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas Thomas J. Watson. "Por exemplo, eles podem ser colhidos de cepas de células humanas, então a resposta imunológica é muito baixa. Isso permite uma biocompatibilidade ideal, de modo que eles evitam a depuração imunológica e têm uma meia-vida sanguínea prolongada. O tempo para circulação pelo corpo é talvez 45 segundos, para que as nanovesículas carregadas de medicamentos possam viajar com segurança até os tumores muitas vezes e os medicamentos tenham mais chances de serem absorvidos pelas células cancerígenas em comparação com os medicamentos introduzidos livremente no corpo.
"Grandes quantidades de medicamentos encapsulados podem ser bem protegidas e retidas pelas membranas lipídicas das nanovesículas. Uma vez que as células cancerígenas absorvem essas nanovesículas, altas concentrações de medicamentos no microambiente tumoral matam efetivamente as células cancerígenas. Em comparação, os medicamentos livres podem se difundir rapidamente e depois serem limpos do corpo. Apenas uma quantidade muito pequena de medicamentos atinge os tumores, tornando a eficácia do tratamento muito baixa. Você pode aumentar a dose, mas uma dose mais alta também resulta em alta toxicidade sistemática”.
Em seu novo estudo, publicado na Nature Communications , a equipe de Binghamton fez experiências com metades de direcionamento e fusogênios virais projetados, que são proteínas que facilitam o direcionamento do câncer e a fusão das membranas celulares.
Ao identificar antígenos superexpressos ou específicos do câncer que ocorrem em células malignas e usar porções de direcionamento e nanovesículas co-equipadas com fusogênio, os medicamentos encapsulados são injetados nas células cancerígenas, deixando as células saudáveis sozinhas.
“As pessoas usam amplamente nanocarreadores conhecidos como lipossomas decorados com polímeros, e eles já foram aprovados pelo FDA”, disse Wan. “Mas não são perfeitos, porque não têm qualquer efeito no combate ao cancro e podem ter problemas de imunogenicidade muito graves [desencadeando uma resposta do sistema imunitário]”.
Em 2021, Wan realizou pesquisas para testar vesículas extracelulares derivadas de plasma para diagnosticar se nódulos pulmonares solitários encontrados em pulmões humanos são benignos ou malignos. Outros métodos para determinar a malignidade demoram muito ou são mais invasivos.
Ao aproveitar esse conhecimento, esta pesquisa atual, mas separada, aproveita as nanovesículas para que funcionem para nós e sejam específicas no que afetam. Idealmente, os médicos poderiam preparar essas porções de direcionamento e nanovesículas co-equipadas com fusogênio para uso na entrega mais segura de vacinas e na engenharia genética.
Quanto ao que vem a seguir, Wan disse:“Precisamos mostrar a eficácia do tratamento em grandes modelos animais e demonstrar que não precisamos de uma grande quantidade dessas vesículas porque teremos a função de fusão da membrana. vesículas e medicamentos que você precisa, você reduz o custo do tratamento e os efeitos colaterais."
Mais informações: Lixue Wang et al, Engenharia bioinspirada de fusogênio e nanovesículas equipadas com fração direcionada, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-39181-2 Informações do diário: Comunicações da Natureza
