Nanopartículas lipídicas evitan las defensas tumorales facilitando la edición génica

La edición del genoma tiene un gran potencial para el tratamiento del cáncer debido a la capacidad de inactivar o reparar con precisión los genes relacionados con la enfermedad. Sin embargo la entrega de CRISPR/Cas a tumores sólidos para una terapia eficaz contra el cáncer sigue siendo un desafío. A medida que crecen, los tumores sólidos se rodean de una gruesa pared de defensas moleculares difícil de penetrar. Conseguir que las drogas atraviesen esa barricada resulta notoriamente difícil. Científicos del Southwestern Medical Center de la University of Texas, en la publicación Enhancing CRISPR/Cas gene editing through modulating cellular mechanical properties for cancer therapy (Nature Nanotechnology), han desarrollado nanopartículas lipídicas dendrímeras multiplexadas (LNP) que pueden romper las barreras físicas alrededor de los tumores para llegar a las células cancerosas.

Crédito: Zhang, D., Wang, G., Yu, X. y col. Nature Nanotechnology 2022.

Una vez dentro, las nanopartículas liberan su carga útil: siRNA de quinasa de adhesión focal (FAK), ARNm de Cas9 y sgRNA, lográndose una entrega efectiva del sistema de edición génica CRISPR/Cas 9 a los tumores y mejorando la eficacia de la edición de genes en más de 10 veces. Las nuevas nanopartículas han detenido el crecimiento y la propagación de tumores de ovario e hígado en ratones. FAK no solo debilita la barrera alrededor de los tumores y facilita que las LNP entren en el tumor, también allana el camino para permitir el ingreso de las células inmunitarias. El artículo proporciona evidencia de que la modulación de la rigidez del tejido tumoral puede mejorar la edición de genes para el tratamiento del cáncer. Los investigadores sugieren que la terapia presentada se puede sumar a las inmunoterapias existentes contra el cáncer que tienen como objetivo utilizar el sistema inmunitario para atacar los tumores.

Información complementaria:

Enhancing CRISPR/Cas gene editing through modulating cellular mechanical properties for cancer therapy

Veloz síntesis de LNP con ARN para vacunas y fármacos

En el artículo Scalable mRNA and siRNA Lipid Nanoparticle Production Using a Parallelized Microfluidic Device, publicado en la revista Nano Letter, investigadores de la University of Pennsylvania, presentan un nuevo dispositivo capaz de producir nanopartículas lipídicas (LNP) de ARNm (mensajero) y de ARNi (de interferencia) cien veces más rápido, facilitando la producción de vacunas y medicamentos para las pandemias. Debido a que cualquier secuencia de ARNm y de ARNi deseada se puede sintetizar en cantidades masivas, uno de los mayores obstáculos es la capacidad de empaquetar esas secuencias en las nanopartículas de lípidos para que puedan alcanzar su objetivo en las células.

Crédito: Sarah J. Pastor y col. University of Pennsylvania. Nano Letter 2021

Las técnicas de fabricación existentes de las vacunas basadas en ARNm utilizan bombas y jeringas controladas por computadora para mezclar cuidadosamente dos soluciones: una que contiene el ARNm deseado y otra con los lípidos aceitosos que lo encapsularán. El momento y las proporciones correctos son clave para producir LNP utilizables, ya que esos factores determinan en última instancia el tamaño y la capacidad de las nanopartículas para encapsular el ARNm. La variabilidad en la estructura de las LNP obstaculiza su capacidad para sobrevivir al viaje hacia el objetivo en las células. La nueva tecnología se basa en el diseño de un dispositivo de microfluidos que contiene 128 canales de mezcla funcionando en paralelo. Los canales mezclan una cantidad precisa de lípidos y ARN, creando nanopartículas de lípidos individuales en una línea de ensamblaje miniaturizada. El aumento de velocidad no es el único beneficio, también permite un control más preciso del tamaño de las nanopartículas incrementando su efectividad. Estos resultados muestran que el sistema VLSMI (Integración de microfluidos a gran escala) es un método viable para hacer que las nanopartículas lipídicas sean efectivas para su uso en vacunas y terapias basadas en ARNm y ARNi. No obstante la técnica deberá seguir creciendo para satisfacer la demanda venidera y allanar el camino a una nueva ola de terapias de reemplazo de proteínas y edición de genes que revolucionará la medicina y consolidará la nanomedicina.

Información complementaria: Scalable mRNA and siRNA Lipid Nanoparticle Production Using a Parallelized Microfluidic Device.