Pesquisadores se inspiram em vírus para melhorar a administração de terapias baseadas em ácido nucleico para células cancerígenas


Pesquisadores se inspiram em vírus para melhorar a administração de terapias baseadas em ácido nucleico para células cancerígenas

Formação camada por camada de nanopartículas de polipeptídeos semelhantes a elastina:ácido nucleico, LENN. Na primeira etapa, os ácidos nucleicos (siRNA ou pDNA) são condensados ​​eletrostaticamente por complexação com policátions (decaarginina ou β-ciclodextrina modificada por polietilenimina de 2,5 kDa) para formar complexos de poliíons. Essas partículas inicialmente formadas são então estabilizadas com um revestimento ELP (N24-EGF para atingir o receptor do fator de crescimento epidérmico, EGFR e/ou N40 como uma construção não direcionada) por meio de interações hospedeiro:hóspede entre as cavidades de ciclodextrina e os grupos prostéticos hidrofóbicos do ELP. Crédito: Biomacromoléculas (2024). DOI: 10.1021/acs.biomac.4c00165

Um pesquisador da Faculdade de Ciências da Universidade Purdue está desenvolvendo uma tecnologia de plataforma com patente pendente que imita a estrutura de camada dupla dos vírus para fornecer terapias baseadas em ácido nucleico (NA) às células cancerígenas alvo.

David Thompson lidera uma equipe que desenvolve o sistema de transporte chamado LENN. Ele é professor no James Tarpo Jr. e Margaret Tarpo Division of Chemistry e no corpo docente do Purdue Institute for Most cancers Analysis e do Purdue Institute for Drug Discovery.

“LENN (inclui) duas camadas protetoras. A camada interna condensa o ácido nucleico; a protege-o do sistema imunológico para que possa round livremente e atingir “, ele disse. “Estamos imitando as estratégias de partículas virais que têm feito isso efetivamente por milhões de anos.”

Thompson e sua equipe, incluindo o pesquisador de pós-doutorado Aayush Aayush, usaram LENN para administrar terapias baseadas em NA para células de câncer de bexiga. Sua pesquisa foi publicado em Biomacromoléculas.

“Os dados mostram que nosso nanocarreador ágil é flexível em sua capacidade de direcionamento, tamanho de carga e cinética de desmontagem”, disse Aayush. “Ele fornece uma para administração de ácido nucleico usando um veículo biofabricável, biodegradável, biocompatível e altamente ajustável, capaz de atingir uma variedade de células dependendo de seus marcadores de superfície específicos do tumor.”

Pesquisadores se inspiram em vírus para melhorar a administração de terapias baseadas em ácido nucleico para células cancerígenas

Aayush Aayush. Crédito: foto da Purdue College/Steve Scherer

Estrutura do sistema nanocarreador

Thompson disse que as terapias baseadas em ácido nucleico estão revolucionando através de sua capacidade de controlar funções celulares no nível genético. Terapias que compreendem várias construções estão sendo exploradas para expandir os sítios druggable do genoma humano.

“Infelizmente, as estimativas sugerem que apenas 1% ou menos da carga de NA que entra na célula chega ao citosol, onde é ativa”, disse ele. “Essa é uma das motivações para desenvolver essa nova abordagem: tomar emprestados princípios de design de vírus, máquinas biológicas que têm fornecido carga para células por milhões de anos. Nosso sistema de entrega não viral protege e libera eficientemente as terapias de NA dentro do citoplasma das células-alvo.”

O núcleo interno do sistema LENN é feito de um complexo de ácidos nucleicos e ciclodextrinas modificadas — um produto do processamento de milho. Seu núcleo externo é a elastina, uma das proteínas mais abundantes no corpo. Thompson disse que o design fornece vários benefícios.

“Como a elastina é tão amplamente abundante, não há anticorpos conhecidos para ela. De uma perspectiva de administração de medicamentos, isso é atraente porque o sistema imunológico do corpo não a reconhecerá como uma nanopartícula estranha”, disse ele. “LENN também pode fornecer carga tão curta quanto RNA silenciador, que tem 19 ou 20 nucleotídeos de comprimento, e tão longa quanto enormes plasmídeos excedendo 5.000 pares de bases em comprimento.”

Thompson disse que o sistema LENN pode ser feito de maneira biofabricável.

“Todos os são feitos de recursos renováveis: ciclodextrina (do milho) e o polipeptídeo semelhante à elastina da fermentação bacteriana”, ele disse. “Isso contrasta com a maioria dos produtos farmacêuticos tradicionais que são derivados do petróleo.”

Validação e próximos passos de desenvolvimento

Thompson disse que esforços anteriores para fornecer terapias de NA empregaram veículos baseados em lipídios ou polímeros.

“Infelizmente, essas abordagens sofrem de eficiências muito baixas, rápidas liberação e baixa estabilidade de prateleira”, ele disse. “Ácidos nucleicos quimicamente modificados estão se mostrando promissores em sistemas experimentais; no entanto, a segurança dessa abordagem ainda não foi clinicamente demonstrada.”

O recente Biomacromoléculas A publicação complementa quatro artigos publicados anteriormente com base na pesquisa de Thompson sobre os componentes do sistema LENN.

“Esses artigos anteriores em Ciência dos Biomateriais, Oncotarget e Biomacromoléculas “mostramos a eficácia do nosso método para purificar rapidamente polipeptídeos semelhantes à elastina para uso em aplicações biomédicas e sua capacidade de reter a função de proteínas e enzimas de direcionamento anexadas”, disse ele.

“Dois desses artigos mostram o caso específico de direcionamento de células tumorais da bexiga e o outro mostra que o materials purificado por nossa tecnologia com patente pendente é capaz de direcionar tumores de bexiga humana em amostras cirúrgicas humanas e caninas.”

Thompson disse que o câncer de bexiga é o primeiro alvo do sistema LENN, mas ele e sua equipe estão desenvolvendo esforços em outros tipos de câncer para explorar o escopo da tecnologia.

“Estamos aprendendo a trabalhar com os materiais e a otimizá-los”, disse ele. “Uma terapia para câncer de bexiga é uma abordagem terapêutica mais localizada do que seria necessário para desenvolver uma injeção subcutânea ou intravenosa. No entanto, nossos planos incluem subir essa escala de dificuldade para impactar outros tipos de câncer.”

Mais informações:
Aayush Aayush et al, Desenvolvimento de um sistema de administração de ácido nucleico baseado em polipeptídeo semelhante à elastina direcionado a células de câncer de bexiga EGFR+ usando uma abordagem camada por camada, Biomacromoléculas (2024). DOI: 10.1021/acs.biomac.4c00165

Fornecido por
Universidade Purdue


Citação: Pesquisadores se inspiram em vírus para melhorar a administração de terapias baseadas em ácido nucleico para células cancerígenas (28 de agosto de 2024) recuperado em 29 de agosto de 2024 de https://phys.org/information/2024-08-viruses-delivery-nucleic-acid-based.html

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