Uso de nanopartículas para administrar terapia genética para la DMAE húmeda
En experimentos con ratas y ratones, dos científicos de Johns Hopkins, un ingeniero y un oftalmólogo, informan sobre el uso positivo de las nanopartículas para aplicar la terapia genética en la DMAE húmeda.
Una gran molécula, diseñada específicamente, permite a los investigadores compactar grandes paquetes de ADN terapéutico para ser suministrados a las células del ojo.
La investigación, descrita el 3 de julio en Science Advances, proporciona pruebas del valor potencial de la terapia génica suministrada por nanopartículas para tratar la degeneración macular húmeda asociada con la edad, una enfermedad ocular caracterizada por el crecimiento anormal de los vasos sanguíneos que daña el tejido sensible a la luz en la parte posterior del ojo, así como otras enfermedades hereditarias raras de la retina que producen ceguera.
Muchos sistemas de terapia génica dependen de los vectores virales, que utilizan la capacidad natural de los virus para llevar material genético a las células. Sin embargo, los virus crean una respuesta inmunológica que impide que se repitan las dosis, y el más utilizado para la terapia génica ocular no puede llevar genes grandes.
«Algunas de las degeneraciones hereditarias de la retina más frecuentes se deben a mutaciones de grandes genes que simplemente no pueden encajar en el vector viral más comúnmente utilizado».
Peter Campochiaro, M.D, Profesor de Oftalmología de la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins.
Campochiaro también es miembro del Instituto de Medicina Wilmer de Johns Hopkins.
Para superar tales limitaciones, el Dr. Campochiaro y el Dr. Jordan Green desarrollaron un nuevo método que consiste en un polímero biodegradable que rodea y compacta largos tramos de ADN, creando nanopartículas que pueden entrar en las células.
Esta tecnología permite a los investigadores convertir las células del ojo en mini fábricas para obtener una proteína terapéutica.
Para probar primero si las nanopartículas podían llegar a las células objetivo, los investigadores cargaron las nanopartículas con un gen de una proteína fluorescente que hace que las células se iluminen como una varilla luminosa.
Esta molécula luminosa permitió a los investigadores determinar la ubicación, la cantidad y la duración de la expresión génica alcanzable con las nanopartículas.
Descubrieron que incluso ocho meses después del tratamiento, la mayoría de las células sensibles a la luz de los ojos de las ratas brillaban, lo que demostró que las nanopartículas depositaron efectivamente el gen fluorescente en las células.
A continuación, los investigadores organizaron un experimento similar, esta vez utilizando las nanopartículas para introducir un gen biológicamente adecuado en el ojo.
Cargaron las nanopartículas con un gen para el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF, por Vascular Endothelial Growth Factor), que es responsable del crecimiento de vasos sanguíneos anormales en personas con degeneración macular húmeda.
Los investigadores inyectaron en los ojos de 30 ratas las nanopartículas portadoras del gen VEGF y comprobaron los efectos en la retina uno, dos y cinco meses después de la inyección.
Un mes después de la inyección, cada rata analizada había desarrollado vasos sanguíneos anormales debajo y dentro de la retina, como los que se ven en los pacientes con degeneración macular húmeda.
Los vasos sanguíneos anormales eran más extensos a los dos y cinco meses después de la inyección, y había cicatrices asociadas debajo de la retina similares a las que se observan en la degeneración macular húmeda crónica no tratada.
«Estos resultados muestran que los genes liberados por las nanopartículas se mantuvieron activos dentro de las células durante varios meses», dice Campochiaro.
Finalmente, para probar la capacidad de una nanopartícula de liberar un gen terapéutico para la enfermedad, los investigadores utilizaron ratones diseñados genéticamente para desarrollar una forma de degeneración macular húmeda similar a la de los humanos. Los investigadores cargaron las nanopartículas con un gen que produce una proteína que neutraliza el VEGF.
Actualmente, los médicos inyectan esas proteínas que bloquean las proteínas del VEGF en los ojos de las personas con degeneración macular, un tratamiento que ayuda a controlar el crecimiento excesivo de vasos sanguíneos anormales y con fugas. Pero este procedimiento debe repetirse con frecuencia y es una carga para los pacientes y sus cuidadores.
Tres semanas después de inyectar las nanopartículas que contienen el gen de la proteína anti-VEGF, los ratones tuvieron una reducción del 60% de los vasos sanguíneos anormales en comparación con los ratones de control. El mismo efecto se observó 35 días después.
«Estos resultados son extremadamente prometedores», dice el Dr. Jordan Green, profesor de ingeniería biomédica en la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. «Tenemos la capacidad de llegar a las células más gravemente afectadas por la enfermedad degenerativa del ojo con tratamientos no virales que pueden permitir al ojo crear sus propias terapias sostenidas».
Se estima que 1,6 millones de personas en los EE.UU. con degeneración macular reciben fármacos inyectados en el ojo cada cuatro o seis semanas.
Un tratamiento de terapia génica podría proporcionar un medio para que el tejido ocular impida un mayor deterioro de la visión con tan sólo unos pocos tratamientos iniciales. Las enfermedades genéticas que causan ceguera podrían ser tratadas de manera similar, introduciendo versiones funcionales de los genes que las mutaciones heredadas han desactivado.
Uso de nanopartículas para administrar terapia genética para la DMAE húmeda
Imagen. Credit: Johns Hopkins Medicine.
Traducción: Asociación Mácula Retina.
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