Un colorante rosso-arancio mostra che si sono formati coaguli di sangue nell'orecchio di un topo in cui la trombina è stata rilasciata dai globuli rossi attivati dalla luce. Barra della scala, 50 micron. Credito:adattato da Scienze Centrali ACS 2020, DOI:10.1021/acscentsci.0c01151
Le terapie proteiche sono spesso più potenti e selettive verso i loro bersagli biochimici rispetto ad altri tipi di farmaci, molecole particolarmente piccole. Però, le proteine hanno anche maggiori probabilità di essere rapidamente degradate dagli enzimi o eliminate dal sangue dai reni, che ne ha limitato l'uso clinico. Ora, ricercatori che riferiscono in Scienze Centrali ACS hanno progettato portatori di globuli rossi (RBC) che rilasciano proteine terapeutiche quando stimolate dalla luce, con l'aiuto di un peptide di api da miele.
Poiché i farmaci proteici sono instabili nel corpo, devono essere somministrati ad alti livelli, che può causare effetti collaterali. Gli scienziati hanno cercato di proteggere le terapie proteiche dalla degradazione incapsulandole in vettori, come liposomi, nanoparticelle e globuli rossi. Ma è stato difficile fare in modo che i vettori rilasciassero il loro carico nel luogo e nel momento appropriati. Brianna Vickermann, David Lawrence e colleghi volevano ingegnerizzare i globuli rossi per rilasciare proteine terapeutiche in regioni specifiche del corpo quando attivate da determinate lunghezze d'onda della luce.
I ricercatori hanno incorporato un peptide, chiamato melittina, nella membrana cellulare dei globuli rossi. Un componente del veleno d'api europeo, la melittina normalmente provoca la rottura dei globuli rossi. Ma il team ha modificato il peptide in modo che lo facesse solo quando illuminato da una specifica lunghezza d'onda della luce. Come prova del concetto, i ricercatori hanno caricato la trombina, un enzima di coagulazione del sangue che viene utilizzato per prevenire un'emorragia eccessiva, nei globuli rossi ingegnerizzati e li hanno iniettati nei topi. Hanno quindi puntato una luce su una piccola regione dell'orecchio di ciascun topo ed esaminato sezioni del tessuto.
L'analisi ha mostrato la coagulazione del sangue correlata alla trombina solo nei siti illuminati. La strategia potrebbe rivelarsi utile per il rilascio di proteine innescato dalla luce, terapie con peptidi e acidi nucleici da una varietà di vettori a base di lipidi, dicono i ricercatori.
