I ricercatori che lavorano con minuscoli trasportatori di farmaci noti come nanoparticelle lipidiche hanno sviluppato un nuovo tipo di materiale in grado di raggiungere i polmoni e gli occhi, un passo importante verso la terapia genetica per condizioni ereditarie come la fibrosi cistica e la perdita ereditaria della vista.

I risultati dello studio condotto da Gaurav Sahay e Yulia Eygeris dell'Oregon State University College of Pharmacy e Renee Ryals dell'Oregon Health & Science University sono stati pubblicati oggi sulla rivista Atti della National Academy of Sciences.

A differenza di altri tipi di nanoparticelle lipidiche che tendono ad accumularsi nel fegato, quelle di questo studio, basate sul composto tiofene, sono in grado di raggiungere i tessuti dei polmoni e della retina, dove rilasciano il loro carico utile terapeutico. I ricercatori si riferiscono a questi nuovi lipidi come tio-lipidi.

La collaborazione ha dimostrato, utilizzando modelli animali, la possibilità di utilizzare i tio-lipidi in nanoparticelle lipidiche per fornire RNA messaggero, la tecnologia alla base dei vaccini COVID-19, per combattere la cecità genetica e le malattie polmonari.

Queste nanoparticelle piene di lipidi grassi possono incapsulare farmaci genetici come l’mRNA e gli editor genetici CRISPR-Cas9, che possono essere utilizzati per trattare e persino curare malattie genetiche rare. Le strutture chimiche dei lipidi determinano quanto potenti sono le nanoparticelle lipidiche e quale organo possono raggiungere dal flusso sanguigno”.

Yulia Eygeris, ricercatrice senior presso l'OSU

I lipidi sono composti organici contenenti code di grasso e si trovano in molti oli e cere naturali, mentre le nanoparticelle sono minuscoli pezzi di materiale di dimensioni variabili da uno a 100 milionesi di metro. L'RNA messaggero fornisce istruzioni alle cellule per produrre una particolare proteina.

Con i vaccini contro il coronavirus, l’mRNA trasportato dalle nanoparticelle lipidiche istruisce le cellule a produrre un pezzo innocuo della proteina spike del virus, che innesca una risposta immunitaria da parte del corpo. 

Come terapia per i disturbi della vista derivanti dalla degenerazione retinica ereditaria, l'mRNA istruirebbe le cellule della retina – che non funzionano correttamente a causa di una mutazione genetica – a produrre le proteine ​​necessarie per la vista. La degenerazione retinica ereditaria, comunemente abbreviata in IRD, comprende un gruppo di disturbi di varia gravità e prevalenza che colpiscono una persona su poche migliaia in tutto il mondo.

Un esempio di condizione polmonare genetica è la fibrosi cistica, una malattia progressiva che provoca un’infezione polmonare persistente e colpisce 30,000 persone negli Stati Uniti, con circa 1,000 nuovi casi identificati ogni anno.

Un gene difettoso – il regolatore della conduttanza transmembrana della fibrosi cistica, o CFTR – causa la malattia, che è caratterizzata da disidratazione polmonare e accumulo di muco che blocca le vie aeree.

Lo studio sulle nanoparticelle lipidiche a base di tiofene, che ha coinvolto topi e primati non umani, deriva da una sovvenzione di 3.2 milioni di dollari a Sahay e Ryals del National Eye Institute. Lo scopo della sovvenzione è affrontare le limitazioni associate all'attuale mezzo primario di somministrazione per l'editing genetico: un tipo di virus noto come virus adeno-associato o AAV.

"L'AAV ha una capacità di confezionamento limitata rispetto alle nanoparticelle lipidiche e può stimolare una risposta del sistema immunitario", ha affermato Sahay, professore di scienze farmaceutiche. "Inoltre, non riesce a continuare a esprimere gli enzimi che lo strumento di editing utilizza come forbici molecolari per effettuare tagli nel DNA da modificare."

Sahay definisce i risultati dei tio-lipidi “altamente incoraggianti”, ma afferma che sono necessari ulteriori studi, compresa la ricerca sull'impatto a lungo termine dei lipidi sulla salute della retina.

"Ma riteniamo che i nostri risultati servano come prova di concetto e continueremo a esplorare i tio-lipidi in potenziali trattamenti delle malattie genetiche polmonari e retiniche", ha affermato.

Altri ricercatori dell’OSU College of Pharmacy che hanno contribuito allo studio sono stati Mohit Gupta, Jeonghwan Kim, Antony Jozic, Milan Gautam, Jonas Renner, Dylan Nelson ed Elissa Bloom.

Oltre al National Eye Institute, finanziamenti e supporto alla ricerca sono stati forniti dall’Oregon National Primate Research Center e dal Casey Eye Institute.

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• Fonte: https://www.news-medical.net/news/20240305/Researchers-take-important-step-toward-genetic-therapy-for-hereditary-conditions.aspx