Onderzoekers Dr. Riccardo Rampado en Prof. Dan Peer.
Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv hebben een doorbraak bereikt in de toediening van medicijnen: ze hebben met succes lipidenanodeeltjes die messenger RNA (mRNA) inkapselen naar het immuunsysteem van de dunne en dikke darm getransporteerd, waarbij ze de lever omzeilden bij systemische toediening. Door simpelweg de samenstelling van de nanodeeltjes te veranderen, toonden de onderzoekers aan dat medicijnen rechtstreeks naar doelcellen kunnen worden geleid, waarbij de lever wordt vermeden.
"Alles wat in de bloedbaan wordt geïnjecteerd, komt uiteindelijk in de lever terecht — zo werkt onze anatomie nu eenmaal", legt prof. Peer uit. "Dit brengt twee uitdagingen met zich mee. Ten eerste kunnen medicijnen die bedoeld zijn om specifieke cellen in bepaalde organen aan te pakken, giftig zijn voor de lever. Ten tweede willen we niet dat medicijnen 'vastlopen' in de lever. Idealiter zou het medicijn eerst het doelorgaan bereiken en zouden eventuele restanten vervolgens in de lever worden afgebroken. We ontdekten dat het veranderen van de verhoudingen van lipiden waaruit de nanodeeltjes bestaan, hun bestemming in de bloedbaan bepaalt. Dit is een algemeen fenomeen, wat betekent dat het werkt ongeacht de specifieke lipiden, wat dit een belangrijke doorbraak maakt".
Om het concept te demonstreren, codeerden prof. Peer en zijn team het ontstekingsremmende eiwit interleukine-10 in mRNA, kapselden het in lipidenanodeeltjes in met een samenstelling die afwijkt van de samenstelling die doorgaans wordt gebruikt (zoals in mRNA COVID-19-vaccins) en brachten het met succes via intraveneuze injectie in de darmen van diermodellen met de ziekte van Crohn en colitis.
"We konden niet alleen een op mRNA gebaseerd ontstekingsremmend medicijn rechtstreeks in de ontstoken darm afleveren en alle markers van colitis en de ziekte van Crohn verbeteren, maar we transformeerden ook de immuuncellen in de darm in fabrieken voor de productie van het ontstekingsremmende interleukine-10", legt prof. Peer uit. "Maar dit is slechts een proof of concept-studie. Door de samenstelling van de nanodeeltjes aan te passen, konden we andere op RNA gebaseerde medicijnen aan verschillende organen leveren. Er is een Amerikaans Engels gezegde: 'It's all in the formulation'. Dat is precies waar het hier om draait".
De baanbrekende studie van de Universiteit van Tel Aviv werd geleid door postdoctoraal onderzoeker Dr. Riccardo Rampado samen met Vice President voor R&D Prof. Dan Peer, een pionier in de ontwikkeling van mRNA-therapieën en directeur van het Laboratory of Precision Nano-Medicine aan de Shmunis School of Biomedicine and Cancer Research . De studie werd gepubliceerd op de cover van het prestigieuze tijdschrift Advanced Science .
Over het algemeen worden lipide-gebaseerde medicijnen omhuld door synthetische lipidenanodeeltjes, die biologische membranen nabootsen. Een van deze lipiden is fosfolipide genaamd fosfatidylcholine, een component die in alle biologische membranen voorkomt. In vaccins zoals het COVID-19-vaccin is het mRNA ingekapseld in lipidedeeltjes die ongeveer 10% van deze fosfolipide bevatten. Prof. Peer en zijn team verhoogden de fosfolipidenratio tot 30% en toonden aan dat deze aanpassing ervoor zorgde dat de deeltjes door de bloedbaan dreven als olie op water.
"Dat is de truc", concludeert Prof. Peer. "We hebben de lipidesamenstelling aangepast en ontdekt dat bij 30% fosfolipide het medicijn rechtstreeks naar de darm wordt gestuurd. Dit was natuurlijk geen blinde trial-and-error-aanpak. We begrijpen het mechanisme, althans gedeeltelijk, en erkennen dat deze verhouding meer lijkt op een natuurlijk biologisch membraan, dat darmcellen beter kunnen absorberen. Nu onderzoeken we verdere aanpassingen om de pancreas en andere organen aan te pakken die alleen kunnen worden bereikt door de samenstelling van lipidennanodeeltjes nauwkeurig af te stemmen. Deze directe toedieningsmethode voor mRNA-medicijnen opent brede mogelijkheden voor het ontwikkelen van nieuwe en nauwkeurigere therapieën dan ooit tevoren".
Comentários