Terapia génica con nanodiscos

REDACCIÓN

Investigadores de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) han conseguido encapsular material genético y liberarlo directamente en el núcleo de las células, para llevar a cabo terapia génica, a través de partículas con forma de disco del tamaño de sólo unos pocos nanómetros. Los nanodiscos, tal y como los han bautizado los investigadores, atraviesan rápidamente el interior de la célula y se concentran en el núcleo, de modo que incrementarían la eficiencia del proceso de transferencia genética.

Uno de los retos de la terapia génica –metodologías dirigidas a tratar diversas enfermedades con ácidos nucleicos (ADN o ARN)– , es hacer llegar este material directamente al núcleo de las células sin que haya muchas pérdidas ni se provoquen efectos secundarios. Por ello, los científicos utilizan experimentalmente diferentes tipos de vectores mensajeros capaces de entregar el material genético en el lugar adecuado. Actualmente, los virus naturales desactivados son los vectores más utilizados en ensayos clínicos, pero a menudo tienen efectos secundarios que limitan su aplicación terapéutica.

Una de las alternativas más prometedoras en este ámbito es el uso de virus artificiales. Estos virus se pueden construir mediante ingeniería genética, a partir del ensamblaje de diminutas estructuras proteicas hechas de péptidos, es decir, los ladrillos con los que se construyen las proteínas.

El equipo de científicos liderado por el profesor Antoni Villaverde –del Departamento de Genética y de Microbiología de la UAB, investigador del Institut de Biotecnologia i Biomedicina de la UAB y del CIBER-BBN–, ha demostrado que un péptido llamado R9, formado por nueve aminoácidos de un determinado tipo (arginina), puede encapsular material genético, ensamblarse con otras moléculas idénticas formando nanopartículas, y penetrar directamente en el núcleo de la célula para liberar el material transportado. Las nanopartículas tienen una estructura en forma de disco, con 20 nanómetros de diámetro y 3 de altura.

En la investigación, publicada recientemente en las revistas Biomaterials y Nanomedicine, los investigadores han estudiado cómo se comportan los nanodiscs R9 en el interior de las células mediante técnicas de microscopía confocal del Servicio de Microscopía de la UAB, aplicadas por la Dra. Mónica Roldán. Las imágenes muestran que, una vez atravesada la membrana celular, las partículas se mueven directamente hacia el núcleo a una velocidad de 0,0044 micrómetros por segundo, diez vez más rápidos que lo que sería de esperar si se difundieran por el interior de forma pasiva.

Las nanopartículas se acumulan así en el interior del núcleo, y no en el citoplasma (el grueso del interior de la célula), incrementando su efectividad. Una de las fotografías ha sido seleccionada por la revista Biomaterials como una de las 12 imágenes del año 2010.

El descubrimiento, en la que también han participado investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales (ICMAB-CSIC), de la Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA) y de la Universitat Politècnica de Catalunya, inaugura una nueva categoría de nanopartículas con utilidad terapéutica. Según afirma la Dra. Esther Vázquez, responsable del proyecto, "los nanodiscos ensamblan automáticamente, se mueven rápidamente, son estables a lo largo de todo su recorrido y viajan hacia el interior del núcleo. Por lo tanto, son muy prometedores para ser utilizados como prototipos para la administración segura de ácidos nucleicos y de proteínas funcionales".

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