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Un gruppo di ricerca della Georgia Tech ha sviluppato un trattamento con mRNA migliorato progettato per essere utilizzato in un nebulizzatore comune per una consegna inalabile più efficiente del medicinale.
L’RNA messaggero, o mRNA, è stato utilizzato per immunizzare milioni di persone negli ultimi anni, portando il mondo fuori da una pandemia e consentendo ai ricercatori di prendere in considerazione altri obiettivi terapeutici per questi farmaci flessibili ed efficaci.
Tra gli obiettivi più probabili per le future terapie con mRNA ci sono i polmoni, dato il gran numero di malattie polmonari, come il coronavirus, l’influenza, l’asma, la fibrosi cistica e altre.
Ora un team di investigatori multidisciplinari di cinque università, guidato dal professore Phil Santangelo e da ricercatori della facoltà della Georgia Tech, ha fornito un potenziale percorso verso quel futuro.
In uno studio pubblicato il 28 novembre sulla rivista Nature Materials, descrivono formulazioni di nanoparticelle polimeriche progettate specificamente per la consegna di mRNA inalabile, tramite un nebulizzatore facile da usare.
“Le nanoparticelle fatte di polimeri hanno punti di forza specifici e il polmone sembra essere un luogo in cui sono molto buone per la consegna”, ha detto Phil Santangelo, professore presso il Dipartimento di ingegneria biomedica Wallace H. Coulter presso la Georgia Tech e la Emory University.
In lavori precedenti, il laboratorio di Santangelo ha anche sviluppato carichi utili di mRNA trasportati da nanoparticelle lipidiche. Ma le nanoparticelle polimeriche progettate per trasportare i farmaci verso le loro destinazioni hanno una maggiore capacità di carico e sono compatibili con molti composti.
“Nel polmone, sono semplicemente migliori”, ha aggiunto Santangelo. “E possiamo usarli con una gamma più ampia di nebulizzatori. Questo potrebbe non essere così importante per i test sui roditori, ma lo è per gli esseri umani”.
I polimeri sono grandi molecole composte da piccoli blocchi molecolari ripetuti chiamati monomeri. Per questo studio, i ricercatori si sono concentrati su polimeri sintetici e biodegradabili chiamati poli (beta-ammino-estere) o PBAE.
In uno studio innovativo pubblicato lo scorso anno, il team di Santangelo ha dimostrato la forza delle formulazioni PBAE nel fornire mRNA in grado di esprimere la proteina CRISPR Cas13a nel tessuto polmonare, dove è stata efficace nel fermare SARS-CoV-2 (coronavirus).
Nell’ultimo lavoro, i ricercatori hanno utilizzato un processo chiamato sintesi combinatoria, un metodo per preparare un gran numero di composti chimici, per esaminare 166 diverse formulazioni PBAE. Uno di questi, P76, è emerso come il miglior candidato per l’espressione proteica, cioè la consegna efficiente dei prodotti terapeutici nei polmoni degli animali, dai topi ai primati non umani.
Usando P76, i ricercatori potrebbero incapsulare efficacemente l’mRNA insieme al crRNA, che è un filamento guida che fondamentalmente dice alla proteina Cas13a chi dovrebbe prendere di mira.
“Con questo nuovo polimero, rispetto a quello vecchio del nostro lavoro precedente, otteniamo un’espressione proteica molto migliore”, ha detto Santangelo. “Possiamo effettivamente ridurre il dosaggio di un fattore quattro, o 400%, e avere la stessa efficacia terapeutica. Questo è significativo. È un miglioramento sorprendente”.
Il loro lavoro su Nature Materials è stato pubblicato sulla scia di un altro studio basato sul nebulizzatore del team di Santangelo che è stato pubblicato sulla rivista Advanced Science. Quel lavoro ha dettagliato lo sviluppo di un farmaco mRNA più efficiente e inalabile per prevenire le infezioni da virus respiratori come il coronavirus.
In entrambi i documenti, i ricercatori hanno dimostrato l’utilità delle formulazioni polimeriche per consegnare il potente carico nei polmoni.
