Estudo mostra que o colesterol melhora a administração de medicamentos por RNA mediada por exossomo

A tecnologia de interferência de RNA (RNAi) gradualmente se tornou uma tecnologia de ponta para tratar doenças como distúrbios genéticos e câncer devido ao seu enorme potencial na regulação da expressão gênica. No entanto, a entrega eficiente e a segurança do RNA de interferência curta (siRNA) continuam sendo desafios importantes para sua aplicação clínica.

Exossomos, como vesículas extracelulares naturais em nanoescala, gradualmente se tornaram um ponto de pesquisa para otimizar a entrega de siRNA devido à sua excelente biocompatibilidade, estabilidade, tempo de circulação in vivo de longa duração e capacidade precisa de direcionamento de tecido. No entanto, a entrega tradicional de exossomos depende principalmente da endocitose, o que leva à rápida degradação de moléculas de RNA em lisossomos, limitando assim a eficiência da entrega.

Em um estudo publicado em Natureza Nanotecnologiauma equipe de pesquisa liderada por Gan Yong e Yu Miaorong do Instituto de Matéria Médica de Xangai da Academia Chinesa de Ciências, em colaboração com o grupo de Hu Guoqing da Universidade de Zhejiang, combinando modelagem teórica com estudos experimentais, revelou o papel fundamental do colesterol na regulação da administração de medicamentos de RNA por exossomos e o mecanismo subjacente.

Usando uma estratégia de engenharia de membrana controlável, pesquisadores prepararam exossomos com diferentes conteúdos de colesterol, como exossomos de leite, exossomos de gengibre e exossomos derivados de células tumorais. Usando tecnologias como microscopia eletrônica de transmissão, eles caracterizaram de forma abrangente o comportamento de captação celular desses exossomos.

Os resultados mostraram que o aumento do teor de colesterol na membrana do exossomo melhorou significativamente sua interação com a membrana da célula alvo, promovendo a entrada do exossomo na célula por meio da fusão da membrana em vez da endocitose, contornando assim a limitação da degradação lisossomal.

Modelos moleculares também revelaram que exossomos ricos em colesterol exibiam maior deformabilidade da membrana e podiam expandir sua área de contato com a membrana celular, entregando assim siRNA diretamente ao citoplasma com alta eficiência por meio de um mecanismo de fusão de membrana.

No experimento in vitro, exossomos de leite enriquecidos em 30% de colesterol (30%Chol/MEs) entregaram com sucesso o siRNA de PLK1, reduziram significativamente os níveis de expressão de mRNA e proteína de PLK1 e induziram a apoptose de células tumorais. O efeito foi significativamente melhor do que o dos agentes de transfecção tradicionais Lipo 2000 e RNAiMAX.

O experimento in vivo confirmou ainda que 30% de Chol/MEs/siPLK1 poderiam inibir efetivamente o crescimento tumoral no modelo de tumor colorretal em camundongos por meio de injeção oral e intravenosa, indicando que esses exossomos especiais têm grande potencial como vetores de terapia genética.

Em resumo, a modulação bem-sucedida do conteúdo de colesterol nas membranas dos exossomos para promover a transferência de carga mediada pela fusão da membrana oferece oportunidades interessantes para o desenvolvimento de estratégias de terapia genética mais seguras e eficientes.