Cegueira Hereditária - Os pesquisadores desenvolveram nanopartículas capazes de penetrar na retina neural e entregar o mRNA às células fotorreceptoras cuja função adequada torna a visão possível.
Cientistas da Oregon State University College of Pharmacy demonstraram em modelos animais a possibilidade de usar nanopartículas lipídicas e RNA mensageiro, a tecnologia que sustenta as vacinas COVID-19, para tratar a cegueira associada a uma condição genética rara.
O estudo foi publicado hoje (11 de janeiro de 2023) na revista Os avanços da ciência. Foi liderado pelo professor associado de ciências farmacêuticas da OSU, Gaurav Sahay, pelo estudante de doutorado do estado de Oregon, Marco Herrera-Barrera, e pelo professor assistente de oftalmologia da Oregon Health & Science University, Renee Ryals.
Os cientistas superaram aquela que era a principal limitação do uso de nanopartículas lipídicas, ou LNPs, para transportar material genético para fins de terapia visual – fazê-las chegar ao fundo do olho, onde fica a retina.
Os lipídios são ácidos graxos e compostos orgânicos semelhantes, incluindo muitos óleos e ceras naturais. 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 pelos LNPs instrui as células a produzir uma parte inofensiva da proteína spike do vírus, que desencadeia uma resposta imune do corpo. Como uma terapia para a deficiência visual resultante da degeneração hereditária da retina, ou IRD, o mRNA instruiria as células fotorreceptoras – defeituosas devido a uma mutação genética – a fabricar as proteínas necessárias para a visão.
A IRD abrange um grupo de distúrbios de gravidade e prevalência variáveis que afetam uma em cada poucas milhares de pessoas em todo o mundo.
Os cientistas mostraram, em pesquisas envolvendo camundongos e primatas não humanos, que LNPs equipadas com peptídeos conseguiram atravessar barreiras no olho e atingir a retina neural – onde a luz é transformada em sinais elétricos que o cérebro converte em imagens.
“Identificamos um novo conjunto de peptídeos que podem atingir o fundo do olho”, disse Sahay. “Usamos esses peptídeos para atuar como códigos postais para entregar nanopartículas que transportam materiais genéticos para o endereço pretendido dentro do olho.”
“Os peptídeos que descobrimos podem ser usados como ligantes de direcionamento diretamente conjugados a RNAs silenciadores, pequenas moléculas para terapêutica ou como sondas de imagem”, acrescentou Herrera-Barrera.
Sahay e Ryals receberam uma doação de US$ 3.2 milhões do National Eye Institute para continuar estudando a promessa das nanopartículas lipídicas no tratamento da cegueira hereditária. Eles conduzirão pesquisas sobre o uso de LNPs para fornecer uma ferramenta de edição de genes que pode excluir genes ruins nas células fotorreceptoras e substituí-los por genes funcionando corretamente.
A pesquisa visa desenvolver soluções para as limitações associadas ao atual principal meio de entrega para edição de genes: um tipo de vírus conhecido como vírus adeno-associado, ou AAV.
“O AAV tem capacidade de empacotamento limitada em comparação com os LNPs e pode provocar uma resposta do sistema imunológico”, disse Sahay. “Também não funciona muito bem em continuar a expressar as enzimas que a ferramenta de edição usa como tesouras moleculares para fazer cortes no DNA a ser editado. Esperamos usar o que aprendemos até agora sobre LNPs para desenvolver um sistema de entrega de editor de genes aprimorado”.
Referência: “Nanopartículas lipídicas guiadas por peptídeos entregam mRNA à retina neural de roedores e primatas não humanos” 11 de janeiro de 2023, Os avanços da ciência.
DOI: 10.1126/sciadv.add4623
O estudo LNP guiado por peptídeos foi financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde. Também participaram da pesquisa para o Oregon State os professores da Faculdade de Farmácia Oleh Taratula e Conroy Sun, os pesquisadores de pós-doutorado Milan Gautam e Mohit Gupta, os alunos de doutorado Antony Jozic e Madeleine Landry, o assistente de pesquisa Chris Acosta e o estudante de graduação Nick Jacomino, um estudante de bioengenharia da Faculdade de Engenharia que se formou em 2020.
