Fig. 1 Panoramica strutturale degli star-PLL. Illustrato sopra è (A) uno schema strutturale dei due PLL a stella utilizzati in questo studio, vale a dire G4(32)PLL40 (32-stelle-PLL) e G5(64)PLL5 (64-stelle-PLL), (B) struttura chimica del PLL a 32 stelle e (C) struttura chimica del PLL a 64 stelle. Riprodotto da rif. 1 con il permesso di Elsevier, diritto d'autore 2018.
Gli scienziati hanno sviluppato materiali a base di polipeptidi che agiscono come vettori efficaci per la somministrazione di terapie geniche. La prima piattaforma nel suo genere consente di adattare i vettori per adattarsi al carico specifico della terapia genica.
Il lavoro, guidato da ricercatori della RCSI University of Medicine and Health Sciences e finanziato dalla Science Foundation Ireland, è pubblicato in Scienza dei biomateriali .
Una delle principali sfide per le terapie geniche è prepararle in modo da poter fornire le informazioni genetiche nelle cellule ospiti. Per i vaccini COVID-19 che utilizzano la tecnologia mRNA, l'informazione genetica viene consegnata in una nanoparticella lipidica per mantenere la sua stabilità e consegnarla nelle cellule. Il successo dei vaccini COVID ha stabilito che le nanoparticelle sono la chiave per lo sviluppo di molte terapie avanzate.
I ricercatori hanno sviluppato una piattaforma che produce nanoparticelle polipeptidiche a forma di stella su misura, che forniscono efficacemente una gamma di terapie, comprese le terapie geniche. In modo cruciale, questi polipeptidi sono più flessibili e più facili da maneggiare rispetto ai lipidi. Per dimostrare le potenzialità di questo materiale, i ricercatori lo hanno usato per fornire una terapia genica che ha rigenerato l'osso.
Nel lavoro preclinico, i ricercatori hanno caricato il materiale con molecole di DNA che promuovono la ricrescita delle ossa e dei vasi sanguigni. Hanno collocato questi nanomedicinali in un'impalcatura che potrebbe essere impiantata in un sito difettoso e fornire il carico genetico nelle cellule ospiti infiltranti. Lo scaffold carico di geni ha accelerato la rigenerazione del tessuto osseo, con un aumento di sei volte nella formazione di nuovo osso rispetto a un solo scaffold.
"Con il successo dei vaccini COVID-19, il potenziale delle terapie geniche sta diventando evidente, e i sistemi avanzati di rilascio di nanoparticelle sono fondamentali per consentirne l'uso clinico. Abbiamo dimostrato che queste nanoparticelle hanno un reale potenziale per essere un punto di svolta nella somministrazione di terapie geniche, " ha detto la professoressa Sally-Ann Cryan, l'autore senior dello studio e professore di somministrazione di farmaci, RCSI.
"Anche se sono necessari ulteriori test prima che queste terapie possano essere utilizzate clinicamente, la nostra piattaforma ci consente di progettare i nostri polipeptidi per soddisfare una varietà di scenari di consegna e fornire soluzioni su misura per le sfide di consegna genica, " ha aggiunto il professor Andreas Heise, collaboratore di progetto e Professore di Chimica dei Polimeri, RCSI.
