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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.
Os pesquisadores desenvolveram nanopartículas capazes de penetrar na retina neural e entregar o mRNA às células fotorreceptoras cuja função adequada torna a visão possível.
O estudo, 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, foi publicado hoje na Avanços da ciência.
Os cientistas superaram aquela que havia sido 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 foram capazes de 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 melhorado.”
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.
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