Las nanopartículas de ARN mensajero pueden programar células para tratar enfermedades oculares
En Europa, las causas más frecuentes de deterioro de la visión, o ceguera en casos extremos, son la degeneración macular asociada a la edad (DMAE), el glaucoma y el edema macular diabético (EMD). La DMAE y el EMD suelen tratarse con inyecciones de fármacos proteicos en la cavidad vítrea(se abrirá en una nueva ventana) del ojo, que reducen el edema (hinchazón) retiniano y ralentizan la progresión de la enfermedad. El glaucoma se trata con colirios para reducir la presión ocular. «Si bien los tratamientos de la DMAE y el EMD deben inyectarse en el ojo cada uno o dos meses, los intervalos suelen ser más largos y, aunque las inyecciones pueden reducir la filtración de los vasos sanguíneos oculares enfermos, la degeneración de la retina continúa. Del mismo modo, los colirios para el glaucoma no protegen la retina ni el nervio óptico», afirma Arto Urtti(se abrirá en una nueva ventana), coordinador del proyecto LIPOmRNA, financiado por las acciones Marie Skłodowska-Curie(se abrirá en una nueva ventana). La respuesta del equipo de LIPOmRNA fue fabricar una nanopartícula lipídica (NPL) que contiene ARNm(se abrirá en una nueva ventana) capaz de inducir a las células a producir proteínas terapéuticas, allanando el camino para nuevos tratamientos inyectables y colirios, como parte de un conjunto más amplio de próximas innovaciones.
Programar las células para producir medicamentos
El proyecto LIPOmRNA aprovecha la forma en que el cuerpo humano produce proteínas terapéuticas. Las células utilizan el ARNm para leer el código genético del organismo (ADN) y producir proteínas con las que realizar muchas acciones, como disminuir la filtración de los vasos sanguíneos o regenerar tejidos enfermos. «Aunque las propias proteínas pueden utilizarse como fármacos, es mejor emplear el ARNm para producir proteínas terapéuticas “in situ”, programando eficazmente las células para que fabriquen medicamentos», explica Urtti, de la Universidad de Finlandia Oriental(se abrirá en una nueva ventana), entidad anfitriona del proyecto. Para hacer llegar el ARNm a las células diana, se desarrollaron nanopartículas lipídicas del tamaño de un virus para unir y empaquetar el ARNm. «Si se administrara solo, el ARNm se degradaría; incluso intacto no podría entrar en las células», explica Urtti. Las NPL comprenden diferentes lípidos y pueden recubrirse con otros materiales, como ácido hialurónico(se abrirá en una nueva ventana), que se encuentra de forma natural en muchos tejidos, incluido el vítreo. Para que las NPL permeen los tejidos oculares, su superficie debe estar cargada negativamente o ser neutra. A continuación, son «devorados» por las células diana (endocitosis), lo cual permite que el ARNm desencadene la producción de proteínas.
Ensayos terapéuticos con ARNm en células y modelos animales
Para comprender el impacto de la composición de las NPL, se caracterizaron nanopartículas de diferentes tamaños y se administraron a células retinianas cultivadas. «Curiosamente, descubrimos que la captación celular y la producción de proteínas no siempre se correlacionan, ya que diferentes NPL pueden liberar ARNm activo de forma diferente dentro de las células», señala Urtti. Dado que aún no es posible predecir las acciones de las NPL mediante modelos informáticos, las NPL más prometedoras se probaron como inyecciones oculares en conejos y ratas, analizándose la distribución retiniana de las NPL mediante un método basado en la espectrometría de masas. Para reducir las pruebas con animales, se desarrolló un método para probar diez NPL diferentes en una sola inyección. «Algunas NPL penetraron en la retina tras la inyección intravítrea con mayor eficacia que las nanopartículas tradicionales, como los liposomas, y la retención de las NPL fue superior a dos meses, lo cual resulta prometedor para las inyecciones de acción prolongada», añade Urtti. Algunas NPL también se probaron como colirios para convertir las células corneales de la superficie ocular en «fábricas» productoras de proteínas, y los productos proteínicos se midieron en el líquido lagrimal. «En este caso, obtuvimos los mejores resultados utilizando NPL recubiertas de ácido hialurónico, ya que se adhieren a la mucina de la superficie ocular, impidiendo que sean arrastradas por el agua. Además, estas NPL parecen “más sabrosas” para los receptores celulares», señala Urtti.
Para inyecciones oculares y medicamentos tópicos más eficaces
Lo más importante es que la inyección de NPL no depende de una secuencia de nucleótidos(se abrirá en una nueva ventana), lo cual significa que el método podría usarse para cualquier código de ARNm, lo que abre posibilidades para otros tratamientos de la retina. Mientras tanto, el ARNm liberado por la NPL puede impulsar la producción de proteínas en la superficie ocular, también con independencia del código del ARNm, lo cual abre la posibilidad de utilizar colirios para tratar la uveítis (inflamación ocular), algo que actualmente solo es posible mediante inyección. «Los intervalos más largos entre inyecciones y la administración de medicación tópica ayudarán a reducir el sufrimiento de los pacientes y la carga de los servicios sanitarios», afirma Urtti.
