Un avance hacia medicamentos y vacunas inhalables de ARNm

Newswise — A la mayoría de la gente no le gusta aplicarse vacunas o inyecciones para recibir tratamientos. Por eso, los investigadores trabajan para crear más medicamentos, como los que se fabrican a partir de ARN mensajero (ARNm), que puedan pulverizarse e inhalarse. Un estudio publicado en la revista Journal of the American Chemical Society informa sobre los avances para hacer posible los medicamentos de ARNm inhalables. Los investigadores indican que la nanopartícula de polímero lipídico, que es estable cuando se nebuliza y libera aerosoles (gotitas líquidas) en los pulmones de ratones de forma satisfactoria, se optimizó para contener el ARNm. 

Los medicamentos de ARNm codifican proteínas que podrían tratar o prevenir diversas enfermedades, incluidas las pulmonares. Sin embargo, estas proteínas son delicadas y no pueden entrar solas en las células. Para introducir el ARNm intacto en las células pulmonares, se pueden utilizar diminutas esferas de grasas (conocidas como nanopartículas lipídicas) como maletas para almacenar y transportar los componentes hasta su destino final. Sin embargo, las primeras versiones de esferas de grasas destinadas a la liberación de ARNm no sirven para los medicamentos inhalables porque las nanopartículas se aglomeran o aumentan de tamaño cuando se pulverizan en el aire. Para intentar resolver este problema, en el pasado, otros investigadores unieron un polímero, como el polietilenglicol, a uno de los componentes grasos de la partícula, pero esto no estabilizó lo suficiente las nanopartículas lipídicas obtenidas.  

Ahora, Daniel Anderson, Allen Jiang, Sushil Lathwal y sus colegas han planteado la hipótesis de que un tipo diferente de polímero, uno con unidades repetidas de componentes cargados positiva y negativamente, denominado polímero zwitteriónico, podría crear nanopartículas lipídicas con ARNm capaces de resistir la nebulización (convertir un líquido en espray). Los investigadores sintetizaron diversas nanopartículas lipídicas a partir de cuatro ingredientes: fosfolípido, colesterol, lípido ionizable y lípidos de diferentes longitudes unidos a polímeros zwitteriónicos de diferentes longitudes. Las pruebas iniciales indicaron que muchas de las nanopartículas lipídicas obtenidas retenían el ARNm de forma eficaz y no cambiaban de tamaño durante la nebulización o después de esta. 

Posteriormente, en ensayos con animales, los investigadores determinaron que una versión con menos colesterol de las nanopartículas lipídicas con polímeros zwitteriónicos era la formulación óptima para la aplicación con aerosol. Al transportar un ARNm que codificaba una proteína luminiscente, esta nanopartícula produjo la mayor luminiscencia dentro de los pulmones de los animales y una expresión uniforme de la proteína en los tejidos, con lo que se demostró que tenía la mejor capacidad para liberar ARNm inhalado. Los ratones a los que se administraron tres dosis por vía aérea de la nanopartícula óptima durante un periodo de dos semanas mantuvieron una producción constante de proteínas luminiscentes sin presentar una inflamación medible en los pulmones. El método de administración funcionó incluso en ratones con una gruesa capa de mucosidad que recubría las vías respiratorias, lo que pretendía reproducir los pulmones de las personas con fibrosis quística. En general, los investigadores afirman que estos resultados demuestran el éxito de la administración por vía aérea de ARNm mediante polímeros zwitteriónicos en nanopartículas lipídicas. Como siguiente paso, tienen previsto realizar pruebas en animales más grandes. 

Los autores agradecen la financiación de la los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos, Sanofi (anteriormente Translate Bio), la Fundación sobre la Fibrosis Quística, el Programa de Oportunidades de Investigación para Estudiantes de Pregrado del Instituto de Tecnología de Massachusetts y la Subvención (básica) de Apoyo del Instituto Koch, otorgada por el Instituto Nacional del Cáncer. 

Los autores han solicitado la patente de esta tecnología. Algunos autores son fundadores de oRNA Therapeutics y Moderna, empresas biotecnológicas que elaboran medicamentos con ARN y ARNm, respectivamente. 

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