Un equip multidisciplinari amb investigadors del Institut de Ciència de Materials (ICMAB) del CSIC ha dissenyat unes noves nanocàpsules (nanovesícules) que permeten encapsular una molècula (microARN) per administrar-la en el tractament de tumors. Aquestes petites molècules d’ARN permeten interferir en altres cadenes d’ARN (específicament, l’ARN missatger), cosa que trastoca la maquinària bàsica de les cèl·lules i resulta útil, per exemple, per alterar o interrompre la propagació de cèl·lules tumorals. Els resultats es publiquen a la revista Small i també en el número especial sobre dona i ciència, “Women in Materials Science”, de la revista Advanced Materials.
“Aquestes nanovesícules, o quatsomes, consisteixen en una nanoestructura composta per dues capes lipídiques tancades. Funcionen com a càpsules que les farien estables al torrent sanguini i els facilitarien l’entrada a les cèl·lules. D’aquesta manera es podrien aplicar en pacients”, explica Nora Ventosa, investigadora de l’Institut de Ciència de Materials (ICMAB), que ha participat a l’estudi.
Aquestes nanovesícules poden acoblar-se amb el micro ARN i injectar-se per via intravenosa al cos per administrar-los en òrgans amb tumors, com el fetge o el pulmó, amb més èxit i estabilitat que si el micro ARN s’injectés sol. “Un cop lliurat, el micro ARN interfereix en la proliferació cel·lular i els gens relacionats amb la supervivència als tumors, cosa que redueix la taxa de creixement del tumor”, afegeix la investigadora.
Aquestes nanovesícules són resultat del treball d’un equip multidisciplinari format per investigadors de l’Institut de Ciència de Materials de Barcelona, ICMAB-CSIC, el Vall d’Hebron Research Institute (VHIR)-UAB, l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), el Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), la xarxa CIBER de Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN), l’empresa Nanomol Technologies SL, el Technion – Institut de Tecnologia Israel i l’Institut de Sistemes Moleculars Complexos (ICMS).
Aquestes nanovesícules tenen unes propietats òptimes per encapsular micro ARN: tenen una mida inferior a 150 nanòmetres i són estables en una solució líquida durant més de 6 mesos; també tenen una sensibilitat al pH ajustable, cosa que significa que diferents nivells de pH poden desencadenar diferents respostes.
“L’interessant d’aquestes nanovesícules, conegudes com a quatsomes, és que es poden dissenyar fàcilment per al subministrament d’una gran varietat d’àcids nucleics. És important destacar que aquestes noves nanovesícules són estables a temperatura ambient, cosa que evita problemes associats als requisits de la cadena de fred”, afegeix Ventosa.
La producció d’aquestes nanovesícules s’ha optimitzat pensant en la seva aplicació final i per garantir-ne l’ús en assaigs clínics i amb pacients. A través d’un procés d’un sol pas, respectuós amb el medi ambient i escalable, anomenat DELOS, els investigadors han dissenyat un procediment que compleix les pautes de Bones Pràctiques de Manufactura (GMP) establertes per la Unió Europea.
Aquest estudi ha demostrat la funcionalitat dels quatsomes en el lliurament de micro ARN en un tumor extracranial sòlid comú en casos pediàtrics de càncer conegut com a neuroblastoma. Aquest tipus de tumor és responsable d’aproximadament el 15% de totes les morts per càncer pediàtric i no hi ha teràpies per a pacients d’alt risc. Els resultats mostren que els quatsomes protegeixen el micro ARN de la degradació i augmenten la seva presència en tumors de fetge, pulmó i xenoempelts de neuroblastoma, entre d’altres.
Article de referència:
Ariadna Boloix, Natalia Feiner-Gracia, Mariana Köber, Javier Repetto, Rosa Pascarella, Aroa Soriano, Marc Masanas, Nathaly Segovia, Guillem Vargas-Nadal, Josep Merlo-Mas, Dganit Danino, Inbal Abutbul-Ionita, Laia Foradada, Josep Roma, Alba Córdoba, Santi Sala, Josep Sánchez de Toledo, Soledad Gallego, Jaume Veciana, Lorenzo Albertazzi, Miguel F. Segura, Nora Ventosa. Engineering pH-Sensitive Stable Nanovesicles for Delivery of MicroRNA Therapeutics. Small, 18, 3, 2022. DOI: 10.1002/smll.202101959
ICMAB-CSIC Comunicació
La investigadora de l’ICMAB Mariana Köber, amb una mostra de nanovesícules. / ICMAB