Nos últimos anos, terapias celulares e genéticas têm-se mostrado promessa significativa no tratamento de câncer, fibrose cística, diabetes, doenças cardíacas, HIV/AIDS e outras doenças de difícil tratamento. No entanto, a falta de formas eficazes de disponibilizar tratamentos biológicos tem sido uma grande barreira para levar essas novas terapias ao mercado e aos pacientes.
Agora, biólogos da Universidade Northwestern desenvolveram uma nova plataforma flexível que resolve parte desse problema desafiador de entrega. Imitando processos naturais usados por vírus, o sistema de entrega se liga às células-alvo e transfere, de forma eficaz, medicamentos para o interior.
Os protagonistas por trás dessa nova plataforma são as vesículas extracelulares (VEs) que são nanopartículas minúsculas do tamanho de vírus que todas as células já produzem naturalmente. No novo estudo, os pesquisadores usaram a poderosa abordagem da biologia sintética para construir “programas” de DNA que, quando inseridos em células “produtoras”, direcionam essas células a automontagem de VEs personalizados. Os programas também direcionam as células a produzir e carregar as VEs com medicamentos biológicos.
Em testes experimentais as partículas entregaram com sucesso medicamentos biológicos – neste caso, agentes de edição de genes CRISPR que eliminaram um receptor usado pelo HIV – para células T, que são notoriamente difíceis de serem atingidas. Os pesquisadores também hipotetizam que o sistema deve funcionar para muitos medicamentos e muitos tipos de células.
A pesquisa foi publicada na revista Nature Biomedical Engineering e marca o primeiro estudo a usar com sucesso VEs para entregar cargas em células T.
“A revolução genômica transformou nossa compreensão das bases moleculares de muitas doenças, mas esses insights não resultaram em novos medicamentos por um motivo fundamental: falta-nos a tecnologia necessária para entregar medicamentos direcionados a locais específicos no corpo onde são necessários”, disse Joshua N. Leonard, da Northwestern, que liderou o estudo. “Esses desafios compartilhados de entrega estão nos segurando. Ao disponibilizar plataformas de entrega amplamente versáteis, podemos remover uma enorme quantidade de risco e custo do processo de levar novos medicamentos a ensaios clínicos ou ao mercado. Em vez de projetar um novo sistema de entrega toda vez que uma empresa cria um novo medicamento, esperamos que possam usar plataformas modulares e reconfiguráveis como a nossa, acelerando assim a taxa na qual terapias genéticas e celulares são desenvolvidas e avaliadas.”
Chamado de GEMINI (Genetically Encoded Multifunctional Integrated Nanovesicles), a nova plataforma representa um conjunto de tecnologias para engenharia genética de células para produzir VEs multifuncionais para atender a diversas necessidades dos pacientes.
“Através da Syenex, Leonard espera usar a plataforma GEMINI, junto com outras tecnologias de biologia sintética, para gerar rapidamente veículos de entrega de última geração que permitam aos desenvolvedores – desde startups até empresas de biotecnologia maduras – projetar novas terapias celulares e genéticas capazes de mudar a vida dos pacientes.”
Referências
Genetically encoding multiple functionalities into extracellular vesicles for the targeted delivery of biologics to T cells. Nature Biomedical Engineering, 2023; DOI: 10.1038/s41551-023-01142-x
