Ceguera hereditaria - Los investigadores desarrollaron nanopartículas que pueden penetrar en la retina neural y entregar ARNm a las células fotorreceptoras cuya función adecuada hace posible la visión.
Científicos de la Facultad de Farmacia de la Universidad Estatal de Oregón han demostrado en modelos animales la posibilidad de utilizar nanopartículas lipídicas y ARN mensajero, la tecnología que sustenta las vacunas contra la COVID-19, para tratar la ceguera asociada a una rara afección genética.
El estudio fue publicado hoy (11 de enero de 2023) en la revista Science Advances. Fue dirigido por el profesor asociado de ciencias farmacéuticas de OSU Gaurav Sahay, el estudiante de doctorado del estado de Oregón Marco Herrera-Barrera y la profesora asistente de oftalmología de la Universidad de Salud y Ciencias de Oregón Renee Ryals.
Los científicos superaron lo que había sido la principal limitación del uso de nanopartículas lipídicas, o LNP, para transportar material genético con fines de terapia visual: lograr que lleguen a la parte posterior del ojo, donde se encuentra la retina.
Los lípidos son ácidos grasos y compuestos orgánicos similares que incluyen muchos aceites y ceras naturales. Las nanopartículas son pequeñas piezas de material que varían en tamaño desde una a 100 mil millonésimas de metro. El ARN mensajero entrega instrucciones a las células para producir una proteína en particular.
Con las vacunas contra el coronavirus, el ARNm transportado por los LNP instruye a las células para que produzcan una parte inofensiva de la proteína de pico del virus, lo que desencadena una respuesta inmunitaria del cuerpo. Como terapia para el deterioro de la visión resultante de la degeneración retiniana hereditaria, o IRD, el ARNm ordenaría a las células fotorreceptoras, defectuosas debido a una mutación genética, que fabriquen las proteínas necesarias para la vista.
La IRD abarca un grupo de trastornos de diversa gravedad y prevalencia que afectan a una de cada miles de personas en todo el mundo.
Los científicos demostraron, en una investigación con ratones y primates no humanos, que los LNP equipados con péptidos podían atravesar las barreras del ojo y llegar a la retina neural, donde la luz se convierte en señales eléctricas que el cerebro convierte en imágenes.
“Identificamos un nuevo conjunto de péptidos que pueden llegar a la parte posterior del ojo”, dijo Sahay. “Utilizamos estos péptidos para actuar como códigos postales para entregar nanopartículas que transportan materiales genéticos a la dirección prevista dentro del ojo”.
“Los péptidos que hemos descubierto se pueden usar como ligandos dirigidos directamente conjugados para silenciar ARN, moléculas pequeñas para terapia o como sondas de imagen”, agregó Herrera-Barrera.
Sahay y Ryals han recibido una subvención de 3.2 millones de dólares del Instituto Nacional del Ojo para seguir estudiando la promesa de las nanopartículas de lípidos en el tratamiento de la ceguera hereditaria. Liderarán la investigación sobre el uso de LNP para ofrecer una herramienta de edición de genes que podría eliminar genes malos en las células fotorreceptoras y reemplazarlos con genes que funcionen correctamente.
La investigación tiene como objetivo desarrollar soluciones para las limitaciones asociadas con el principal medio de entrega actual para la edición de genes: un tipo de virus conocido como virus adenoasociado o AAV.
“AAV tiene una capacidad de empaquetamiento limitada en comparación con los LNP y puede provocar una respuesta del sistema inmunitario”, dijo Sahay. “Tampoco funciona fantásticamente bien al continuar expresando las enzimas que la herramienta de edición usa como tijeras moleculares para hacer cortes en el ADN que se va a editar. Esperamos usar lo que hemos aprendido hasta ahora sobre los LNP para desarrollar un sistema mejorado de entrega de editor de genes”.
Referencia: "Las nanopartículas de lípidos guiadas por péptidos entregan ARNm a la retina neural de roedores y primates no humanos" 11 de enero de 2023, Science Advances.
DOI: 10.1126/sciadv.add4623
El estudio LNP guiado por péptidos fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud. También participaron en la investigación para el estado de Oregón los profesores de la Facultad de Farmacia Oleh Taratula y Conroy Sun, los investigadores postdoctorales Milan Gautam y Mohit Gupta, los estudiantes de doctorado Antony Jozic y Madeleine Landry, el asistente de investigación Chris Acosta y el estudiante universitario Nick Jacomino, estudiante de bioingeniería en la Facultad. de Ingeniería que se graduó en 2020.
