Nanotechnology Now - Comunicado de prensa: Investigadores de la Universidad de Toronto descubren una nueva nanopartícula lipídica que muestra la administración de ARNm específica al músculo y reduce los efectos fuera del objetivo: los hallazgos del estudio hacen una contribución significativa a la generación de lípidos ionizables específicos de tejido e impulsan a repensar los principios de diseño de vacunas de ARNm

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Un equipo de investigadores de la Facultad de Farmacia Leslie Dan de la Universidad de Toronto (U of T) ha descubierto una nueva nanopartícula de lípidos ionizables, iso-A11B5C1, que permite la entrega de ARNm centrada en los músculos y minimiza la entrega fuera del objetivo a otros tejidos. CRÉDITO Steve Southon, Universidad de Toronto

A team of researchers based at the University of Toronto’s (U of T) Leslie Dan Faculty of Pharmacy has discovered a novel ionizable lipid nanoparticle, iso-A11B5C1, that enables muscle-focused mRNA delivery while minimizing off-target delivery to other tissues.

CRÉDITO
Steve Southon, Universidad de Toronto

Abstracto:
Un equipo de investigadores de la Facultad de Farmacia Leslie Dan de la Universidad de Toronto (U of T) ha descubierto una nueva nanopartícula de lípidos ionizables que permite la entrega de ARNm centrada en los músculos y minimiza la entrega fuera del objetivo a otros tejidos. El equipo también demostró que el ARNm administrado por las nanopartículas lipídicas investigadas en su estudio desencadenó potentes respuestas inmunes a nivel celular como prueba de concepto de vacuna contra el cáncer de melanoma.

Investigadores de la Universidad de Toronto descubren una nueva nanopartícula lipídica que muestra la entrega de ARNm específico al músculo y reduce los efectos no deseados: los hallazgos del estudio hacen una contribución significativa a la generación de lípidos ionizables específicos del tejido e impulsan a repensar los principios de diseño de la vacuna de ARNm

Toronto, Canadá | Publicado el 8 de diciembre de 2023

El estudio, dirigido por Bowen Li, profesor asistente de la Facultad de Farmacia Leslie Dan de la U de T, se publicó esta semana en Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).

La nueva nanopartícula lipídica, denominada iso-A11B5C1, demuestra una eficiencia excepcional en la entrega de ARNm en tejidos musculares y, al mismo tiempo, minimiza la traducción no deseada de ARNm en órganos como el hígado y el bazo. Además, los resultados del estudio muestran que la administración intramuscular de ARNm formulado con esta nanopartícula provocó potentes respuestas inmunes celulares, incluso con una expresión limitada observada en los ganglios linfáticos.

"Nuestro estudio muestra por primera vez que las nanopartículas lipídicas de ARNm aún pueden estimular eficazmente una respuesta inmune celular y producir fuertes efectos antitumorales, incluso sin apuntar directamente o transfectar los ganglios linfáticos", dijo Li. "Este hallazgo desafía los conocimientos convencionales y sugiere que una alta eficiencia de transfección en células inmunes puede no ser el único camino para desarrollar vacunas de ARNm eficaces contra el cáncer".

Reducir los efectos no deseados es un paso importante para aumentar la seguridad de posibles terapias

Las nanopartículas lipídicas, también llamadas LNP, son cruciales para administrar terapias basadas en ARNm, incluidas las vacunas de ARNm COVID-19 que se utilizaron en todo el mundo durante la reciente pandemia mundial. Sin embargo, muchos diseños de LNP pueden dar lugar inadvertidamente a una expresión sustancial de ARNm en tejidos y órganos no objetivo, como el hígado o el corazón, lo que genera efectos secundarios a menudo tratables pero no deseados. El impulso para mejorar la seguridad de las terapias de ARNm que tienen el potencial de tratar una amplia gama de enfermedades significa que existe una necesidad urgente de LNP diseñadas para minimizar estos efectos fuera del objetivo, explica Li, quien también recibió recientemente el Gairdner Early Career. Premio Investigador.

La nueva investigación muestra que, en comparación con el LNP de referencia actual desarrollado por la empresa de biotecnología Moderna, con sede en Massachusetts, el iso-A11B5C1 demostró un alto nivel de eficiencia en la entrega de ARNm específico del músculo. También desencadenó un tipo diferente de respuesta inmune a la que se observa en las vacunas utilizadas para tratar enfermedades infecciosas. “Curiosamente, iso-A11B5C1 desencadenó una respuesta inmune humoral más baja, típicamente fundamental para las vacunas actuales centradas en anticuerpos, pero aún así provocó una respuesta inmune celular comparable. Este hallazgo llevó a nuestro equipo a explorar más a fondo esto como posible candidato a vacuna contra el cáncer en un modelo de melanoma, donde la inmunidad celular juega un papel fundamental”, dijo Li.

El equipo de investigación interdisciplinario que llevó a cabo el estudio incluye a Jingan Chen, estudiante de doctorado del Instituto de Ingeniería Biomédica de la U of T, y Yue Xu, investigador postdoctoral en el laboratorio Li e investigador de PRiME, el programa interinstitucional de la U of T. Iniciativa de medicina de precisión. "Aunque el iso-A11B5C1 mostró una capacidad limitada para desencadenar la inmunidad humoral, inició eficazmente respuestas inmunes celulares mediante inyección intramuscular", dijo Chen. "Los importantes efectos antitumorales observados con iso-A11B5C1 subrayan su promesa como candidato viable para el desarrollo de una vacuna contra el cáncer".

La nueva plataforma permite un diseño de lípidos más rápido y preciso

El equipo de investigación identificó el iso-A11B5C1 utilizando una plataforma avanzada desarrollada para crear rápidamente una gama de lípidos químicamente diversos para realizar más pruebas. Esta plataforma, introducida recientemente como parte del estudio, supera varios desafíos observados en investigaciones anteriores al agilizar el proceso de creación de lípidos ionizables que tienen un alto potencial para traducirse en terapias. Combinando rápidamente tres grupos funcionales diferentes, se pueden sintetizar de cientos a miles de lípidos ionizables químicamente diversos en 12 horas. "Aquí presentamos una poderosa estrategia para sintetizar líquidos ionizables en una reacción química de un solo paso", dijo Xu. "Esta plataforma proporciona nuevos conocimientos que podrían ayudar a guiar los procesos de evaluación y diseño de lípidos en el futuro y permite que el campo aborde los desafíos en la entrega de ARN con un nuevo nivel de velocidad, precisión y conocimiento".

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