Un gruppo di ricerca statunitense ha messo a punto una nuova strategia di terapia genica basata su nanoparticelle lipidiche in grado di veicolare mRNA terapeutici nei fotorecettori
Le malattie ereditarie della retina sono causate da mutazioni del DNA che compromettono il funzionamento e la sopravvivenza di cellule essenziali per il processo visivo, attraverso meccanismi fisiopatologici complessi e non contrastabili con i farmaci tradizionali. Le strategie terapeutiche più innovative mirano a far esprimere nelle cellule del paziente una molecola in grado di compensare il difetto genetico, agendo a monte del processo fisiopatologico. A tal fine si può utilizzare DNA veicolato mediante vettori virali o mRNA (RNA messaggero) veicolato mediante nanoparticelle lipidiche. Quest’ultimo sistema offre notevoli vantaggi, un recente studio pubblicato su Science Advances mostra come lo sviluppo di nanoparticelle lipidiche specifiche per i fotorecettori apra la porta a nuove opportunità terapeutiche per molte malattie ereditarie della retina che conducono a cecità.
La prima terapia genica ad aver tagliato il traguardo autorizzativo nel settore oftalmologico è voretigene neparvovec (anche nota con il nome commerciale Luxturna), approvata nel 2017 negli Stati Uniti, nel 2018 in Europa, e disponibile in Italia e rimborsata dal Servizio Sanitario Nazionale dal 2021. Si tratta di una terapia genica specificamente indicata per forme di distrofia retinica ereditaria causate da mutazioni bialleliche (ovvero di entrambe le copie) del gene RPE65. Questa strategia terapeutica - come tutte le terapie geniche “classiche” - si avvale dell’utilizzo di un vettore virale, un virus modificato in modo da essere innocuo per il paziente (in questo caso un virus adeno-associato, AAV), in grado di incapsulare e trasportare nelle cellule bersaglio del paziente il gene terapeutico (RPE65). L’utilizzo di vettori virali ha mostrato, negli anni, grandi potenzialità, tuttavia presenta anche diverse criticità: una delle principali è che i vettori virali non possono trasportare molecole di DNA molto grandi, limitando l’applicazione di questa tecnologia alle malattie causate da mutazioni di geni di piccole dimensioni. Inoltre l’utilizzo dei vettori virali può comportare un rischio di risposta immunitaria.
La tecnologia basata sul trasporto di mRNA veicolato da nanoparticelle lipidiche è la stessa adottata dalle aziende farmaceutiche Pfizer/BioNTech e Moderna Therapeutics per la realizzazione dei famosi vaccini contro il SARS-CoV-2. L’applicazione di questa tecnologia su larga scala ha dimostrato elevata sicurezza ed efficacia e si presenta preziosa anche per la terapia genica, in quanto le nanoparticelle lipidiche possono trasportare molecole di RNA anche molto grandi – quindi consentono lo sviluppo di terapie geniche per un numero maggiore di patologie – e non presentano rischi di immunogenicità. Inoltre, l’mRNA non è introdotto nel nucleo delle cellule, esplica la sua funziona nel citoplasma e per un tempo limitato (è noto che le molecole di RNA si degradano molto più velocemente rispetto al DNA), non vi è quindi pericolo d’inserzione nel genoma. Infine, l’mRNA può essere prodotto – ed eventualmente modificato – in modo molto più semplice ed economico rispetto al DNA.
Proprio in virtù dei vantaggi rispetto al sistema DNA/vettore virale, la tecnologia mRNA/nanoparticelle lipidiche sta avendo un grande impulso, tuttavia il suo impiego nella terapia genica per le malattie ereditarie della retina è stato fortemente limitato dall’impossibilità di trasportare e rilasciare mRNA all’interno dei fotorecettori (coni e bastoncelli), le cellule nervose responsabili della visione. Per ovviare a questa limitazione, i ricercatori della Health & Science University dell’Oregon (Stati Uniti) hanno sviluppato nanoparticelle lipidiche in grado di rilasciare il loro contenuto all’interno dei fotorecettori. Per realizzare questo progetto gli scienziati hanno legato alle nanoparticelle lipidiche delle copie di un peptide, una breve sequenza di aminoacidi, in grado di riconoscere in modo specifico queste cellule.
Gaurav Sahay, professore associato presso l’Oregon Science University College of Farmacy e coordinatore dello studio, ha paragonato la nanoparticella lipidica a una busta da lettera e il peptide specifico a un codice postale in grado di dirigere la lettera verso la destinazione corretta. “Il peptide assicura che l’mRNA sia rilasciato in modo specifico nei fotorecettori, cellule che fino ad oggi non è stato possibile bersagliare con le nanoparticelle lipidiche”. Questa ricerca è stata condotta su modelli animali murini e su primati non umani e l’effettiva capacità di trasportare mRNA nei fotorecettori è stata dimostrata utilizzando tecniche di imaging in grado di rilevare l’ingresso dell’mRNA nei fotorecettori grazie alla presenza di marcatori fluorescenti.
L’implementazione di questa nuova piattaforma rappresenta un passo molto importante nel campo della terapia genica per le malattie ereditarie della retina che conducono a cecità, infatti, nonostante questo settore sia in gran fermento, alcuni studi hanno subito dei rallentamenti a causa dei limiti imposti dall’utilizzo dei vettori virali. “Migliorare le tecnologie impiegate nella terapia genica può offrire ulteriori opzioni di trattamento per prevenire la cecità. I risultati del nostro studio dimostrano che le nanoparticelle lipidiche possono essere utili a questa finalità”, ha dichiarato Renee Ryals, assistente universitaria di oftalmologia presso la Health & Science University School of Medicine dell’Oregon e co-autrice di questa ricerca.
