Silenziare i geni che hanno funzionato male è un approccio importante per il trattamento di malattie come il cancro e le malattie cardiache. Un approccio efficace è quello di somministrare farmaci costituiti da piccole molecole di acido ribonucleico, o RNA, utilizzati per inibire l'espressione genica. Le droghe, in sostanza, imitare un processo naturale chiamato interferenza dell'RNA.
In un nuovo articolo apparso oggi online sulla rivista, Lettere di chimica farmaceutica ACS , i ricercatori del Sanford-Burnham Medical Research Institute hanno sviluppato nanoparticelle che sembrano risolvere una grande sfida nella fornitura di molecole di RNA, chiamato piccolo RNA interferente, o siRNA, alle celle dove sono necessari. Sintetizzando una nanoparticella che rilascia il suo carico di siRNA solo dopo essere entrata nelle cellule bersaglio, Il dottor Tariq M. Rana e colleghi hanno mostrato nei topi che potevano somministrare farmaci in grado di mettere a tacere i geni che volevano.
"Il nostro studio descrive una strategia per ridurre gli effetti tossici delle nanoparticelle, e consegnare un carico al suo obiettivo, " ha detto il dottor Rana, la cui carta, "Consegna in vivo di RNAi mediante nanoparticelle interferenti riducibili (iNOP), " includeva anche contributi di ricercatori della University of Massachusetts Medical School e dell'Università della California a San Diego. "Abbiamo trovato un modo per rilasciare i composti di siRNA, in modo che possa essere più efficace dove è necessario, " ha detto il dottor Rana.
Nel loro esperimento, il team ha sintetizzato quelle che chiamano nanoparticelle interferenti, o iNOP, costituito da molecole ripetutamente ramificate di un piccolo polimero naturale chiamato poli-L-lisina. Gli iNOP sono stati appositamente progettati con residui carichi positivamente collegati da legami disolfuro e questi iNOPS si assemblano in un complesso con molecole di siRNA caricate negativamente. Sono i legami che assicurano che le molecole di siRNA rimangano con la nanoparticella, denominato iNOP-7DS. Però, una volta all'interno delle cellule mirate, un antiossidante naturale e abbondante chiamato glutatione rompe il legame, rilasciando le molecole di siRNA. Nel loro esperimento, Il Dr. Rana e colleghi hanno mostrato in laboratorio che iNOP-7DS è riducibile, ovvero i legami disolfuro che tengono le molecole di siRNA possono essere rotti.
Successivamente hanno dimostrato che iNOP-7DS può essere somministrato efficacemente all'interno di cellule epatiche murine coltivate, dove le molecole di siRNA silenziano un gene chiamato ApoB. Questo gene è notoriamente difficile da regolare nelle cellule epatiche con farmaci a piccole molecole; alti livelli della proteina codificata da ApoB possono portare a placche che causano malattie vascolari.
Il laboratorio del Dr. Rana ha inoltre dimostrato nei test che la loro nanoparticella è rimasta stabile nel siero, suggerendo che non è degradato nel flusso sanguigno. Finalmente, i ricercatori hanno dimostrato nei test con i topi che la loro nanoparticella iNOP-7DS può essere consegnata efficacemente al fegato, milza, e polmone; e ha soppresso il livello di RNA messaggero coinvolto nell'espressione del gene ApoB. Nel loro esperimento in vivo, hanno scoperto che dosi estremamente piccole di siRNA erano efficaci.
Il prossimo passo, Il dottor Rana ha detto, è quello di aumentare l'efficacia di iNOP-7DS in altri esperimenti in vivo. "Vorremmo prendere di mira non solo ApoB, ma anche i geni che causano il cancro e in altri tessuti. Questo è il prossimo obiettivo." Mettendo in riga il fenomeno naturale dell'interferenza dell'RNA, gli scienziati stanno sviluppando nuovi modi per mettere a tacere l'espressione genica errata coinvolta nelle malattie. Le nanoparticelle sviluppate dal Dr. Rana e colleghi offrono una potenziale nuova strategia per fornire questo potente approccio terapeutico.
