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Investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts han desarrollado partículas inhalables que contienen ARN mensajero que podrían en el futuro ser utilizadas para el tratamiento de enfermedades pulmonares.
El ARN mensajero actúa como intermediario entre las instrucciones dictadas por el ADN, localizadas en el núcleo de la célula, y las proteínas, producto final de los genes. Este carácter intermediario y temporal convierte a los ARNs mensajeros en dianas de gran interés terapéutico para el tratamiento de las enfermedades causadas por alteraciones en los genes.
La idea es que en aquellos casos en los que un gen defectuoso impide la producción de una proteína concreta, la administración del ARN mensajero con las instrucciones correctas del gen a las células del tejido u órgano afectado podría recuperar los niveles de proteína, así como su función.
Un ejemplo de enfermedad que podría beneficiarse de esta aproximación es la fibrosis quística, enfermedad hereditaria provocada por la presencia de mutaciones en el gen CFTR, que codifica para una proteína que regula el flujo de iones y agua a través de las membranas celulares. Como resultado de la falta de función de CFTR el mucus producido por las células que cubren pulmones, páncreas y otros órganos tiene una consistencia menos fluida y más pegajosa lo que compromete la respiración y las funciones digestivas, entre otros proceso vitales.
El objetivo de los investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts era desarrollar un sistema por el que hacer llegar a las células afectadas por enfermedades pulmonares ARNs mensajeros terapéuticos.
Cualquier estrategia terapéutica basada en la utilización de ARNs mensajero requiere proteger las moléculas de ARN mensajero de la degradación y conseguir que lleguen a su destino. Para resolver el problema de la protección del ARN mensajero, el equipo desarrolló partículas esféricas compuestas de una mezcla de un polímero biodegradable y ARN mensajero.
Respecto a conseguir que el ARN mensajero llegue a su destino, en el caso de las enfermedades que afectan a los pulmones una forma de hacer llegar el tratamiento a las células que lo necesitan es bajo la forma de inhaladores que generan una suspensión de partículas sólidas en forma de gas, como los que se utilizan para tratar el asma. Así pues, los investigadores se plantearon un sistema en el que el ARN pudiera inhalarse y distribuirse por los pulmones.
Como prueba de concepto los investigadores utilizaron partículas cargadas con un ARN mensajero que codifica para una proteína bioluminiscente, las suspendieron en gotas minúsculas y las administraron con un nebulizador como una niebla inhalable a los ratones modelo. El equipo detectó que el ARN mensajero inhalado se distribuía de forma uniforme en los pulmones. Además, 24 horas tras el tratamiento, los investigadores observaron proteína bioluminiscente en las células pulmonares de los ratones tratados. La señal disminuía en el tiempo, pero el equipo consiguió mantener los niveles estables mediante dosis repetidas, sin signos de toxicidad.
El equipo ha demostrado también que las partículas cargadas de ARN mensajero pueden congelarse y transformarse en polvo, lo que sugiere que podría ser posible administrarlas mediante un inhalador. Esta estrategia facilitaría el almacenamiento y la distribución de medicamentos de ARN inhalable, mejorando su acceso a los afectados por enfermedades susceptibles de ser tratados mediante esta estrategia.
La empresa Translate Bio, que ha financiado parcialmente el estudio ha comenzado un ensayo clínico para evaluar el potencial de esta estrategia en pacientes con fibrosis quística.
abril 29/2020 (revistageneticamedica.com)
Referencia:
Patel AK, et al. Inhaled Nanoformulated mRNA Polyplexes for Protein Production in Lung Epithelium. Adv Mat. 2019.
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