As terapias com siRNA são promissoras no tratamento de doenças como câncer e distúrbios genéticos, mas sua eficácia depende de uma administração adequada. Um estudo recente descobriu que o método de misturar siRNA com nanopartículas lipídicas (LNPs) é a chave para o sucesso. Usando RMN e espalhamento de raios X de pequeno ângulo (SAXS), os pesquisadores revelaram que diferentes métodos de preparação afetam a estrutura interna e a distribuição de siRNA nos LNPs, impactando seu potencial terapêutico. A otimização desses métodos pode aumentar a eficácia dos LNPs carregados com siRNA.
Pequenas moléculas interferentes de RNA (siRNA) possuem imenso potencial para o tratamento de doenças, silenciando genes específicos. Encapsulado em nanopartículas lipídicas (LNPs), o siRNA pode ser entregue eficientemente às células-alvo. No entanto, a eficácia destas terapias depende da estrutura interna dos LNPs, o que pode impactar significativamente a sua capacidade de entregar siRNA. Os métodos tradicionais muitas vezes não fornecem os insights moleculares detalhados necessários para ajustar o design do LNP para uma eficácia terapêutica ideal.
Um estudo publicado no Diário de liberação controlada em 2 de agosto de 2024, liderado pelo professor assistente Keisuke Ueda da Escola de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas da Universidade de Chiba, apresenta uma nova abordagem para melhorar LNPs carregados de siRNA. Ao empregar a caracterização em nível molecular baseada em RMN, a pesquisa investiga como diferentes métodos de mistura de siRNA afetam a uniformidade e o estado molecular do siRNA dentro dos LNPs. Esta pesquisa foi de coautoria do Dr. Hidetaka Akita da Escola de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas da Universidade de Tohoku; Dr. Kenjirou Higashi da Escola de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas da Universidade de Chiba; e Dr. Kunikazu Moribe (último autor) da Escola de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas da Universidade de Chiba.
“A RMN nos permitiu observar o interior dessas nanopartículas em nível molecular, revelando os detalhes intrincados de como o siRNA é distribuído no núcleo do LNP. Este nível de conhecimento é crucial para a compreensão e otimização das formulações do LNP”, disse o Dr.
A equipe comparou três métodos de preparação para LNPs carregados com siRNA para compreender seu impacto na estrutura molecular e na eficiência do silenciamento de genes. Os métodos incluíram pré-mistura, onde siRNA e lipídios foram combinados usando um misturador microfluídico; pós-mistura (A), onde o siRNA foi misturado com LNPs vazios em condição ácida com etanol; e pós-mistura (B), onde o siRNA foi misturado com LNPs vazios em condição ácida sem etanol.
Embora todos os três métodos produzissem LNPs com um tamanho consistente de cerca de 50 nm e mantivessem uma proporção constante de siRNA em relação ao conteúdo lipídico, a distribuição de siRNA dentro dos LNPs variou significativamente. O método de pré-mistura, onde o siRNA e os lipídios são misturados simultaneamente, resultou em uma distribuição mais uniforme do siRNA dentro dos LNPs. Em contraste, o método pós-mistura, onde o siRNA é adicionado aos LNPs pré-formados, levou a uma distribuição heterogênea com regiões de alta e baixa concentração de siRNA.
“Essa heterogeneidade pode impactar significativamente o efeito silenciador do siRNA. LNPs com uma distribuição de siRNA mais uniforme têm maior probabilidade de entregar sua carga terapêutica às células-alvo de forma eficaz. Isso destaca a necessidade crítica de otimizar as condições de preparação para melhorar os resultados terapêuticos”, explica o Dr. .Ueda.
As descobertas indicam que os LNPs pré-misturados exibem efeitos superiores de silenciamento de genes. Nestes LNPs, os lipídios ionizáveis estavam mais fortemente associados ao siRNA, formando uma estrutura de bicamada empilhada que melhorava o silenciamento do gene. Em contraste, os LNPs pós-misturados apresentaram uma estrutura mais heterogénea, provavelmente impedindo a sua capacidade de se fundirem com as membranas celulares e reduzindo a sua eficácia terapêutica.
“Esta pesquisa pode melhorar a vida das pessoas, melhorando as terapias genéticas e os medicamentos baseados em RNA. Ao otimizar a forma como o siRNA é fornecido usando nanopartículas lipídicas (LNPs), os tratamentos para doenças como câncer, distúrbios genéticos e infecções virais podem se tornar mais eficazes. Além disso, pode poderia melhorar a eficiência e a segurança das vacinas de RNA, como as usadas para a COVID-19, tornando-as mais estáveis e reduzindo os efeitos colaterais. No geral, este estudo tem o potencial de levar a tratamentos mais eficazes e seguros para os pacientes”, acrescenta o Dr. Ueda.
Olhando para o futuro, estes avanços poderão contribuir para o desenvolvimento de uma medicina mais personalizada, com tratamentos adaptados a pacientes individuais. Sistemas melhorados de distribuição de medicamentos também poderiam reduzir custos e aumentar o acesso a terapias inovadoras, beneficiando uma população mais vasta.
