Nanopartículas que entregan ARN a la médula ósea identificadas por la evolución dirigida en vivo

Área de la Ciencia:

• Ingeniería biomédica
• Nanotecnología
• Terapia génica

Sus antecedentes:

• Las células endoteliales de la médula ósea (BMEC) son reguladores cruciales del microambiente de las células madre hematopoyéticas.
• Los BMEC son objetivos importantes para la edición de genes y las terapias de siRNA, pero la entrega sistémica eficiente para ellos sigue siendo un desafío.
• Las pruebas de detección de nanopartículas in vitro existentes no han identificado candidatos con tropismo BMEC específico.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un sistema para cuantificar la entrega funcional de siRNA a las BMEC in vivo.
• Identificar nuevas nanopartículas capaces de suministrar el siRNA y el sgRNA a los BMEC.
• Comprender la relación entre la composición química de las nanopartículas y la orientación del BMEC.

Principales métodos:

• Desarrolló un sistema de código de barras único para cuantificar la entrega de siRNA citosólico funcional de más de 100 nanopartículas en un solo ratón.
• La bioinformática empleada y la evolución dirigida in vivo para identificar las nanopartículas dirigidas al BMEC.
• Analizó la composición química de las nanopartículas identificadas, incluido el tamaño de las nanopartículas lipídicas (LNP), la estructura del polietilenglicol y el contenido de colesterol.

Principales resultados:

• Se identificó BM1, una nueva nanopartícula lipídica (LNP) que demuestra una entrega eficiente de siRNA y sgRNA a las BMEC in vivo.
• Se encontró que el tropismo de BMEC era independiente del tamaño de la LNP, pero significativamente influenciado por la estructura del poli (etilenglicol) y el colesterol.
• Se demostró que las modificaciones químicas simples a los LNP pueden impartir capacidades de orientación vascular significativas sin ligandos de orientación activos.

Conclusiones:

• El sistema de cribado funcional desarrollado in vivo identificó con éxito BM1, la primera nanopartícula capaz de entregar eficientemente siRNA y sgRNA a los BMEC.
• Este estudio destaca el potencial de la detección in vivo para descubrir relaciones complejas de estructura-tropismo en nanopartículas.
• Las simples modificaciones químicas de las nanopartículas ofrecen una estrategia viable para lograr una entrega dirigida in vivo.