As terapias genéticas têm o potencial de tratar distúrbios neurológicos como as doenças de Alzheimer e Parkinson, mas enfrentam uma barreira comum – a barreira hematoencefálica.
Agora, pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison desenvolveram uma maneira de mover terapias através da membrana protetora do cérebro para fornecer terapia em todo o cérebro com uma variedade de medicamentos e tratamentos biológicos.
“Ainda não há cura para muitos distúrbios cerebrais devastadores”, diz Shaoqin “Sarah” Gong, professor de oftalmologia e ciências visuais e engenharia biomédica da UW-Madison e pesquisador do Wisconsin Institute for Discovery. “Estratégias inovadoras de entrega direcionadas ao cérebro podem mudar isso, permitindo a entrega não invasiva, segura e eficiente de editores de genoma CRISPR que poderiam, por sua vez, levar a terapias de edição de genoma para essas doenças”.
O CRISPR é um kit de ferramentas moleculares para edição de genes (por exemplo, para corrigir mutações que podem causar doenças), mas o kit de ferramentas só é útil se puder passar pela segurança do local de trabalho. A barreira hematoencefálica é uma membrana que controla seletivamente o acesso ao cérebro, eliminando toxinas e patógenos que podem estar presentes na corrente sanguínea. Infelizmente, a barreira impede alguns tratamentos benéficos, como certas vacinas e pacotes de terapia genética, de atingir seus alvos porque os mistura com invasores hostis.
Injetar tratamentos diretamente no cérebro é uma maneira de contornar a barreira hematoencefálica, mas é um procedimento invasivo que fornece acesso apenas ao tecido cerebral próximo.
“A promessa da terapia genética cerebral e da terapia de edição do genoma depende da entrega segura e eficiente de ácidos nucleicos e editores de genoma para todo o cérebro”, diz Gong.
Em um estudo publicado recentemente na revista Advanced Materials , Gong e seus membros de laboratório, incluindo o pesquisador de pós-doutorado e primeiro autor do estudo Yuyuan Wang, descrevem uma nova família de cápsulas em nanoescala feitas de sílica que podem transportar ferramentas de edição de genoma para muitos órgãos ao redor do corpo e depois se dissolvem inofensivamente.
Ao modificar as superfícies das nanocápsulas de sílica com glicose e um fragmento de aminoácido derivado do vírus da raiva, os pesquisadores descobriram que as nanocápsulas poderiam passar eficientemente pela barreira hematoencefálica para alcançar a edição de genes em todo o cérebro em camundongos. Em seu estudo, os pesquisadores demonstraram a capacidade da carga CRISPR da nanocápsula de sílica para editar com sucesso genes no cérebro de camundongos, como um relacionado à doença de Alzheimer chamado gene da proteína precursora amilóide.
Como as nanocápsulas podem ser administradas repetidamente e por via intravenosa, elas podem alcançar maior eficácia terapêutica sem arriscar métodos mais localizados e invasivos.
Os pesquisadores planejam otimizar ainda mais as capacidades de segmentação cerebral das nanocápsulas de sílica e avaliar sua utilidade para o tratamento de vários distúrbios cerebrais. Essa tecnologia exclusiva também está sendo investigada para a entrega de produtos biológicos aos olhos, fígado e pulmões, o que pode levar a novas terapias genéticas para outros tipos de distúrbios.
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Universidade de Wisconsin-Madison. Original escrito por Laura Red Eagle.
Referência do periódico :
- Yuyuan Wang, Xiuxiu Wang, Ruosen Xie, Jacobus C. Burger, Yao Tong, Shaoqin Gong. Superando a barreira hematoencefálica para terapia gênica por meio da administração sistêmica de nanocápsulas de sílica responsivas a GSH . Materiais Avançados , 2022; 2208018 DOI: 10.1002/adma.202208018
