Un minuscolo sistema di somministrazione terapeutica in grado di controllare la capacità del corpo di produrre proteine ​​è stato sviluppato dai ricercatori della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) dell'Arabia Saudita.

I geni contengono le istruzioni per la produzione delle proteine ​​che compongono il nostro corpo. Le informazioni genetiche vengono tradotte nelle proteine ​​necessarie per costruire cellule viventi attraverso un processo di trascrizione in cui il codice genetico del DNA viene copiato in una grande molecola nota come RNA messaggero (mRNA).

Questo processo di trascrizione può essere alterato introducendo brevi doppi filamenti di RNA, indicato come piccolo RNA interferente (siRNA), che si lega all'mRNA e inibisce l'espressione di particolari geni. Sfruttare questa interferenza dell'RNA per applicazioni terapeutiche è difficile e richiede un materiale in grado di proteggere il siRNA mentre viaggia attraverso il flusso sanguigno, aiutandolo a penetrare la membrana esterna della cellula e consegnarlo alla sua posizione di destinazione.

"La consegna di RNA è molto difficile in quanto può essere facilmente digerito dalle cellule. Sono necessari veicoli migliori in modo che più RNA possa essere consegnato per modificare i geni, " afferma Niveen Khashab del KAUST Smart Hybrid Materials Laboratory.

Khashab e i suoi colleghi hanno ora dimostrato nanostrutture biocompatibili per fornire siRNA e silenziare in modo efficiente i geni1. Hanno combinato la macromolecola istidina-capped-9, 10-dialcossi-antracene (HDA) e siRNA in acqua. Hanno osservato l'autoassemblaggio di nanoparticelle sferiche quando l'acqua era leggermente acida, ma non quando era a pH neutro.

Khashab spiega che queste nanosfere sono create dall'interazione elettrostatica tra l'HDA caricato positivamente e l'RNA caricato negativamente, e poi i due lunghi bracci del supramolecolare HDA avvolgono il siRNA per proteggerlo.

"Il nostro linker organico è in grado di interagire con i materiali genetici tramite legami idrogeno e formare un veicolo di consegna, " spiega Khashab. "L'approccio è scalabile e crea quantità riproducibili di RNA incapsulato; è anche biocompatibile e sicuro."

Le nanoparticelle potrebbero essere attivate anche con la luce visibile. Quando irradiato da radiazione verde in presenza di un composto fluorescente acido, noto come eosina, la sfera si smonta e rilascia il siRNA.

Il team ha mostrato l'efficacia della nanoparticella per la somministrazione di farmaci sul linfoma a cellule B 2, una molecola di mRNA che crea proteine ​​per la regolazione della morte cellulare. Hanno dimostrato che le loro nanostrutture migliorano l'efficacia del silenziamento genico e portano a un abbattimento genetico di oltre il 90% dopo l'esposizione alla luce visibile.

"Il prossimo passo è modificare il design per fornire altre molecole cargo come le proteine ​​e migliorare la risposta alla luce a lunghezze d'onda più elevate nel vicino infrarosso, "dice Khashab.