Investigadores dan un paso clave hacia un nuevo tratamiento de la ceguera hereditaria

Científicos de la Facultad de Farmacia de la Universidad Estatal de Oregón (OSU), en Estados Unidos, han demostrado en modelos animales la posibilidad de utilizar nanopartículas lipídicas y ARN mensajero, la tecnología en la que se basan las vacunas COVID-19, para tratar la ceguera asociada a una rara enfermedad genética.

Los investigadores desarrollaron nanopartículas capaces de penetrar en la retina neural y administrar ARNm a las células fotorreceptoras cuyo correcto funcionamiento hace posible la visión, según publican en la revista 'Science Advances'.

El estudio, dirigido por el profesor asociado de ciencias farmacéuticas de la OSU Gaurav Sahay, el estudiante de doctorado del Estado de Oregón Marco Herrera-Barrera y la profesora adjunta de oftalmología de la Oregon Health & Science University Renee Ryals, ha superado la principal limitación del uso de nanopartículas lipídicas (NPL) para transportar material genético con fines de terapia visual: conseguir que lleguen a la parte posterior del ojo, donde se encuentra la retina.

Los lípidos son ácidos grasos y compuestos orgánicos similares, incluidos muchos aceites y ceras naturales. Las nanopartículas son diminutos fragmentos de material cuyo tamaño oscila entre una y cien milmillonésima parte de un metro. El ARN mensajero da instrucciones a las células para fabricar una proteína determinada.

El modelo con el coronavirus

En el caso de las vacunas contra el coronavirus, el ARNm transportado por las NLP da instrucciones a las células para que fabriquen un fragmento inofensivo de la proteína de la espiga del virus, lo que desencadena una respuesta inmunitaria del organismo. En el tratamiento de las alteraciones de la visión debidas a la degeneración hereditaria de la retina (DHR), el ARNm daría instrucciones a las células fotorreceptoras, defectuosas debido a una mutación genética, para fabricar las proteínas necesarias para la visión.

La DHR engloba un grupo de trastornos de gravedad y prevalencia variables que afectan a una de cada miles de personas en todo el mundo.

Ratones y primates

Los científicos demostraron, en investigaciones con ratones y primates no humanos, que las NPL equipadas con péptidos eran capaces de atravesar las barreras del ojo y llegar a la retina neural, donde la luz se transforma en señales eléctricas que el cerebro convierte en imágenes.

"Identificamos un nuevo conjunto de péptidos capaces de llegar a la parte posterior del ojo --explica Sahay--. Utilizamos estos péptidos como códigos postales para transportar nanopartículas con material genético a la dirección deseada dentro del ojo".

"Los péptidos que hemos descubierto pueden utilizarse como ligandos de orientación directamente conjugados con ARN silenciadores, pequeñas moléculas para terapéutica o como sondas de imagen", añade Herrera-Barrera.

Ayuda a la investigación

Sahay y Ryals han recibido una subvención de 3,2 millones de dólares (casi 3 millones de euros) del Instituto Nacional del Ojo de Estados Unidos para seguir estudiando la promesa de las nanopartículas lipídicas en el tratamiento de la ceguera hereditaria. Dirigirán la investigación sobre el uso de las nanopartículas lipídicas para administrar una herramienta de edición genética que podría eliminar los genes defectuosos de las células fotorreceptoras y sustituirlos por genes que funcionen correctamente.

El objetivo de la investigación es desarrollar soluciones para las limitaciones asociadas al principal medio actual de administración para la edición de genes: un tipo de virus conocido como virus adeno-asociado (VAA).

"El VAA tiene una capacidad de empaquetamiento limitada en comparación con las NPL y puede provocar una respuesta del sistema inmunitario --explica Sahay--. Además, no expresa muy bien las enzimas que la herramienta de edición utiliza como tijeras moleculares para cortar el ADN que se va a editar. Esperamos utilizar lo que hemos aprendido hasta ahora sobre las NPL para desarrollar un sistema de administración de editores genéticos mejorado".