Nanopartículas de oligoquitosano para terapia génica

Investigación UPV/EHU

Investigadores del Departamento de Farmacia y Ciencias de los Alimentos de la UPV/EHU han propuesto utilizar oligoquitosanos derivados de crustáceos para terapia génica. Mireia Agirre, investigadora del grupo, ha comprobado que se pueden transportar moléculas de ADN, tanto grandes como pequeñas, hasta dentro de las células utilizando partículas de oligoquitosano y que de esta manera se pueden sintetizar componentes biológicos que inciden en las células tumorales, así como tratar enfermedades del sistema nervioso central.

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Introducción de nanopartículas de oligoquitosano (en rojo) en células neuronales primarias humanas. En azul los núcleos de las células, en verde el citoesqueleto celular.

La terapia génica es una estrategia terapéutica basada en la inserción de material genético en la célula con el objetivo de dar solución a afecciones generadas por genes defectuosos, mediante la cual se puede corregir los defectos genéticos, sintetizar el componente biológico necesario para la terapia o interrumpir el efecto causado por el gen que provoca la enfermedad. Para que el gen llegue hasta la correspondiente célula y se sintetice el componente biológico adecuado es fundamental contar con un portador que proteja al gen de la degradación enzimática, que facilite su entrada en la célula y que una vez dentro le facilite el camino hasta el núcleo. Por tanto, es vital que el portador conduzca al gen hasta el núcleo de la célula selectivamente, eficazmente y sin producir toxicidad alguna.

Investigadores del Departamento de Farmacia y Ciencias de los Alimentos de la UPV/EHU han propuesto utilizar polímeros de quitosano de bajo peso molecular, oligoquitosanos, en terapia génica (el quitosano es un polímero natural derivado del exoesqueleto de los crustáceos). Mediante multitud de ensayos y pruebas, Mireia Agirre ha mostrado en su tesis doctoral que los oligoquitosanos son capaces de conducir ácidos nucleicos (ADN) de gran tamaño hasta dentro de las células y, así, incidir en células tumorales y tratar enfermedades del sistema nervioso central. Según explica Agirre, “en esta investigación hemos probado que los oligoquitosanos, a diferencia de otros polímeros, son capaces de transportar plásmidos (moléculas de ADN circulares) grandes, aunque todavía hay cosas que mejorar en lo que respecta a eficiencia”.

Nanopartículas de oligoquitosano y ADN

El oligoquitosano y el ADN componen partículas nanométricas por interacción electrostática (interacción entre cargas positivas y negativas). “Hemos podido comprobar que el proceso de transfección es más eficaz en medios ácidos. Cabe destacar que el entorno de los tumores en nuestro organismo es más ácido de lo normal, por lo que queda probado que estas partículas pueden ser muy útiles para combatir a las células tumorales”, declara la investigadora. En el citado proceso de transfección se introduce la partícula en la célula y llega hasta su núcleo y, una vez allí, partiendo del ADN contenido en la partícula se sintetiza la proteína que combate la enfermedad.

En la investigación no han utilizado ADN terapéutico; sin embargo, “mediante ensayos con moléculas grandes de ADN no terapéuticas —explica Agirre— hemos probado que utilizando oligoquitosanos el tamaño del ADN no limita su posibilidad de llegar hasta el núcleo y de sintetizar la correspondiente proteína”. Por otra parte, los investigadores han demostrado que estas partículas nanométricas son capaces de incidir en células neuronales primarias humanas y, por tanto, son interesantes para tratar enfermedades del sistema nervioso central.

Según explica la investigadora, “el siguiente paso en la investigación sería testar en animales lo descubierto hasta el momento, en determinadas aplicaciones y utilizando ADN terapéutico. Además, sería importante mejorar la partícula con el objetivo de incrementar su eficiencia”.

Referencias:

M. Agirre et al (2015) New Insights into Gene Delivery to Human Neuronal Precursor NT2 Cells: A Comparative Study between Lipoplexes, Nioplexes, and Polyplexes. Mol Pharm. doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.5b00496

M. Agirre et al (2015) Improving transfection efficiency of ultrapure oligochitosan/DNA polyplexes by medium acidification. Drug Deliv. doi: 10.3109/10717544.2013.871373

Edición realizada por César Tomé López a partir de materiales suministrados por UPV/EHU Komunikazioa

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