Un ingegnere biomedico di Amherst dell'Università del Massachusetts ha utilizzato un vettore a base di nanogel progettato nel suo laboratorio per somministrare un farmaco esclusivamente al fegato di topi obesi, invertendo efficacemente la loro malattia indotta dalla dieta.
"I topi trattati hanno perso completamente il peso guadagnato e non abbiamo riscontrato alcun effetto collaterale spiacevole", afferma S. Thai Thayumanavan, illustre professore di chimica e ingegneria biomedica. "Considerando che 100 milioni di americani soffrono di obesità e di disturbi cardiometabolici correlati, questo lavoro ci ha entusiasmato."
Gli sforzi per tradurre questi risultati negli esseri umani sono portati avanti da una società start-up, Cyta Therapeutics, fondata presso l’UMass Institute for Applied Life Sciences (IALS) sulla base delle tecnologie dei nanogel del laboratorio Thayumanavan. Alla fine di luglio, Cyta Therapeutics ha vinto il premio come migliore startup scelta dai giudici in occasione del 16° Massachusetts Life Sciences Innovation (MALSI) Day annuale tenutosi a Boston.
"C'è una notevole quantità di lavoro di sviluppo da condurre tra topi e esseri umani", afferma Thayumanavan, "ma speriamo che alla fine diventi un farmaco".
L'autore senior Thayumanavan, direttore del Center for Bioactive Delivery presso IALS, spiega i risultati del suo team in un articolo pubblicato martedì 29 agosto su PNAS Nexus . Ruiling Wu, sta facendo ricerche per il suo dottorato di ricerca. in chimica nel laboratorio di Thayumanavan e presso il Center for Bioactive Delivery, è l'autore principale dell'articolo. Wu si è recentemente laureato e ora lavora per un'azienda farmaceutica a Boston.
Uno degli obiettivi principali del centro è capire come portare il farmaco giusto nel posto giusto nel corpo creando nuove piattaforme di somministrazione per molecole piccole e grandi.
I tiromimetici, o farmaci che imitano l’ormone tiroideo sintetico, sono stati considerati un potenziale modo per affrontare il problema dell’obesità, del diabete di tipo 2, del colesterolo alto, della steatoepatite associata a disfunzione metabolica (MASH) e di altre condizioni metaboliche. La terapia mirata è tuttavia fondamentale. Thayumanavan e il suo team hanno esaminato uno di questi tireomimetici.
"Ci siamo resi conto che dovevamo somministrare questo farmaco in modo selettivo al fegato perché, se va in altri posti, potrebbe causare complicazioni", afferma. Oltre agli effetti collaterali, si prevedeva che l'assunzione sistemica del farmaco ne diluisse l'efficacia, cosa confermata nello studio.
Thayumanavan e il suo team hanno nutrito un gruppo di topi con una dieta ricca di grassi, zuccheri e colesterolo per 10 settimane, raddoppiando il loro peso. Un gruppo di controllo di topi è stato nutrito con una dieta sana.
"Abbiamo ideato un approccio molto semplice, utilizzando la nostra invenzione unica:nanogel che possiamo dirigere selettivamente verso diversi obiettivi, che chiamiamo IntelliGels", afferma Thayumanavan. "Sono stati progettati su misura per il rilascio di epatociti nel fegato."
Ai topi obesi è stato somministrato il farmaco quotidianamente, confezionato all'interno del nanogel e somministrato ai topi tramite iniezione intraperitoneale (IP).
Una volta che il trasportatore del nanogel si trova all'interno delle cellule degli epatociti, il glutatione nelle cellule rompe i legami nel nanogel, rilasciando il farmaco. Il farmaco attiva quindi il recettore beta dell'ormone tiroideo, portando ad un ipolipemizzazione sistemica, ad un aumento della sintesi degli acidi biliari e all'ossidazione dei grassi.
Dopo cinque settimane di trattamento, i topi sono tornati a un peso normale, anche se la loro dieta ricca di grassi continuava. I topi hanno anche visto diminuire i livelli di colesterolo e risolvere l'infiammazione del fegato.
"Volevamo davvero scoprire i fattori che sono stati influenzati", afferma Thayumanavan. "Abbiamo scoperto che stiamo attivando la via inversa di trasporto del colesterolo, che abbassa il colesterolo. Crediamo che l'attivazione dell'ossidazione dei grassi e un aumento del tasso metabolico stiano causando la perdita di peso, ma è necessario fare più lavoro per dimostrare questo punto. "
Ora che il meccanismo è meglio compreso, osserva l'articolo, "i nanogel incapsulati con farmaci aprono la possibilità a strategie farmaceutiche mediate da nanoparticelle per altre malattie del fegato".
Ulteriori informazioni: Ruiling Wu et al, Conferire selettività epatica a un tireomimetico utilizzando una nuova nanoparticella aumenta l'efficacia terapeutica in un modello animale di obesità indotta dalla dieta, PNAS Nexus (2023). DOI:10.1093/pnasnexus/pgad252
Informazioni sul giornale: PNAS Nexus
Fornito dall'Università del Massachusetts Amherst
