Le nanoparticelle di mRNA possono programmare le cellule per trattare le malattie degli occhi
In Europa, le cause più comuni di riduzione della vista, o di cecità in casi estremi, sono la degenerazione maculare legata all’età (AMD), il glaucoma e l’edema maculare diabetico (DME). L’AMD e il DME vengono solitamente trattati con iniezioni di farmaci proteici nella camera vitrea(si apre in una nuova finestra) dell’occhio, riducendo l’edema retinico (gonfiore) e rallentando la progressione della malattia. Il glaucoma viene trattato con colliri per ridurre la pressione nell’occhio. «I trattamenti per l’AMD e il DME dovrebbero essere iniettati nell’occhio ogni uno o due mesi, ma gli intervalli sono spesso più lunghi e, sebbene le iniezioni possano ridurre la permeabilità dei vasi sanguigni oculari malati, la degenerazione retinica continua. Allo stesso modo, i colliri per il glaucoma non proteggono la retina e il nervo ottico», spiega Arto Urtti(si apre in una nuova finestra), coordinatore del progetto LIPOmRNA, finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra). La risposta di LIPOmRNA è stata la produzione di una nanoparticella lipidica (LNP) contenente mRNA(si apre in una nuova finestra) in grado di indurre le cellule a produrre proteine terapeutiche, aprendo la strada a nuovi trattamenti per iniezione e collirio, come parte di una più ampia suite di imminenti innovazioni.
Programmare le cellule per produrre farmaci
LIPOmRNA sfrutta il modo in cui il corpo umano produce le proteine terapeutiche. Le cellule utilizzano l’mRNA per leggere il codice genetico dell’organismo (DNA) e produrre proteine per svolgere molte azioni, tra cui la riduzione della permeabilità dei vasi sanguigni o la rigenerazione di tessuti malati. «Anche se le proteine stesse possono essere usate come farmaci, è meglio usare l’mRNA per produrre proteine terapeutiche in situ, programmando di fatto le cellule per la produzione di medicinali», spiega l’autore della Università della Finlandia orientale(si apre in una nuova finestra), sede del progetto. Per trasportare l’mRNA alle cellule bersaglio, sono state sviluppate nanoparticelle a base di lipidi di dimensioni virali per legare e impacchettare l’mRNA. «Se consegnato da solo, l’mRNA verrebbe degradato; anche se intatto, non potrebbe entrare nelle cellule», spiega il ricercatore. Le LNP comprendono diversi lipidi e possono essere rivestite con altri materiali, come acido ialuronico(si apre in una nuova finestra), naturalmente presente in molti tessuti, compreso il corpo vitreo. Affinché le LNP permeino i tessuti oculari, la loro superficie deve essere caricata negativamente o neutra. Vengono quindi «mangiate» dalle cellule bersaglio (endocitosi), consentendo all’mRNA di innescare la produzione di proteine.
Test di terapie a base di mRNA in cellule e modelli animali
Per comprendere l’impatto della composizione delle LNP, sono state caratterizzate nanoparticelle di diverse dimensioni e somministrate a cellule retiniche in coltura. «È interessante notare che abbiamo scoperto che l’assorbimento delle cellule e la produzione di proteine non sono sempre correlati, perché le diverse LNP possono rilasciare l’mRNA attivo in modo diverso all’interno delle cellule», osserva l’esperto. Non essendo ancora possibile prevedere le azioni delle LNP attraverso la modellazione al computer, le LNP più promettenti sono state testate come iniezioni oculari in conigli e ratti, con la distribuzione retinica delle LNP analizzata con un metodo basato sulla spettrometria di massa. Per ridurre i test sugli animali, è stato sviluppato un metodo per testare 10 diverse LNP in un’unica iniezione. «Alcune LNP sono entrate nella retina dopo l’iniezione intravitreale in modo più efficace rispetto alle nanoparticelle tradizionali, come i liposomi, e la ritenzione delle LNP è stata di oltre due mesi: un risultato promettente per le iniezioni a lunga durata d’azione», aggiunge. Alcune LNP sono state testate anche come colliri per convertire le cellule corneali sulla superficie dell’occhio in «fabbriche» di proteine, con i prodotti proteici misurati nel liquido lacrimale. «In questo caso, abbiamo ottenuto i migliori risultati utilizzando le LNP rivestite di acido ialuronico, in quanto queste aderiscono alla mucina della superficie oculare, impedendo che vengano lavate via. Inoltre, queste LNP sembrano “più gustose” per i recettori cellulari», osserva il ricercatore.
Per iniezioni oculari e farmaci topici più efficaci
La somministrazione di LNP tramite iniezione non dipende da una sequenza di nucleotidi(si apre in una nuova finestra), il che significa che il metodo potrebbe essere utilizzato per qualsiasi codice mRNA, introducendo possibilità per ulteriori trattamenti retinici. Nel frattempo, l’mRNA veicolato da LNP può stimolare la produzione di proteine sulla superficie oculare, anche indipendentemente dal codice dell’mRNA, rendendo possibile la somministrazione di colliri per il trattamento dell’uveite (infiammazione oculare), attualmente possibile solo tramite iniezione. «Intervalli più lunghi tra le iniezioni e la somministrazione di farmaci topici contribuiranno a ridurre le sofferenze dei pazienti e l’onere per i servizi sanitari», afferma.
