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# Biología # Bioingeniería

Esperanza para la deficiencia de lipasa ácida lisosomal

Nuevas investigaciones ofrecen tratamientos prometedores para la deficiencia de lipasa ácida lisosómica.

Matthias Zadory, Elliot Lopez-Vince, Hamza Haddouch, Samuel Babity, Nastaran Rezaei, Fatma Moawad, Rita Maria Kenaan El Rahbani, Nemanja Vujic, Vincent Q. Trinh, Dagmar Kratky, Simon-Pierre Gravel, Davide Brambilla

― 8 minilectura


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Tabla de contenidos

La Deficiencia de Lipasa Ácida Lisosomal (LAL-D) es un desorden genético raro que afecta la capacidad del cuerpo para descomponer ciertas grasas. Esta condición ocurre cuando no hay suficiente de una enzima llamada lipasa ácida lisosomal (LAL). La LAL es esencial para descomponer ésteres de colesterol y triglicéridos. Sin suficiente LAL, sustancias grasosas se acumulan en diferentes órganos, especialmente en el hígado y el bazo. Esta acumulación puede causar problemas de salud graves.

¿Cómo se Desarrolla LAL-D?

LAL-D es causada por mutaciones en un gen conocido como LIPA. Estas mutaciones pueden detener completamente o reducir mucho la actividad de la LAL. Hay dos formas principales de la condición: la enfermedad de Wolman (WD) y la enfermedad de almacenamiento de ésteres de colesterol (CESD).

La enfermedad de Wolman es la forma más severa, que suele aparecer en bebés. Puede causar hígado y bazo agrandados, falla hepática, desnutrición y grasa en las heces. Tristemente, los bebés con esta forma a menudo no sobreviven más de seis meses.

Por otro lado, CESD generalmente tiene un inicio menos severo y puede permitir que las personas lleguen a la adultez. Sin embargo, pueden enfrentar un mayor riesgo de problemas cardíacos, cicatrización del hígado y otras complicaciones a medida que envejecen.

Síntomas de LAL-D

Los síntomas pueden variar ampliamente entre las dos formas de LAL-D.

Síntomas de la Enfermedad de Wolman:

  • Hígado y bazo agrandados
  • Falla hepática
  • Desnutrición
  • Poco aumento de peso

Síntomas de la Enfermedad de Almacenamiento de Ésteres de Colesterol:

  • Mayor riesgo de enfermedades cardíacas
  • Cicatrización del hígado
  • Fatiga

Mientras que los bebés con WD a menudo no sobreviven mucho tiempo, aquellos con CESD pueden vivir hasta la adultez pero pueden enfrentar problemas de salud graves.

Opciones de Tratamiento

Tratar LAL-D puede ser bastante complicado, y muchas opciones existentes no han dado los resultados deseados. Los doctores pueden intentar diferentes enfoques según la gravedad de la enfermedad.

Estatinas

Algunos tratamientos involucran estatinas, que son medicamentos que normalmente se usan para bajar los niveles de colesterol. Se han usado como un intento de reducir el colesterol en pacientes con la forma de inicio tardío de LAL-D. Sin embargo, los resultados no han sido muy prometedores, y controlar el colesterol ha sido complicado.

Terapia de Reemplazo Enzimático (ERT)

En los últimos años, la FDA aprobó una ERT específica para LAL-D llamada Sebelipase alfa (Kanuma). Esta terapia funciona proporcionando un reemplazo para la enzima LAL que falta. Aunque ha traído algo de esperanza, también ha tenido resultados mixtos. Algunos pacientes desarrollaron anticuerpos contra el tratamiento, lo que significa que no respondieron bien o necesitaron ajustar su dosis.

Trasplante

Se han intentado trasplantes de hígado y trasplantes de células madre hematopoyéticas como opciones de tratamiento, pero los resultados a menudo han sido decepcionantes.

Nuevos Enfoques

Buscar mejores terapias sigue siendo crucial. Los investigadores están explorando métodos innovadores que podrían abordar mejor los problemas genéticos subyacentes.

Terapias de ARNm (mRNA)

Una vía prometedora es la terapia de ARNm. Las terapias de ARNm funcionan instruyendo a las células para que produzcan proteínas específicas, como enzimas que faltan en varias enfermedades. En el caso de LAL-D, la idea sería usar ARNm para aumentar la producción de LAL en el cuerpo.

Los investigadores están explorando nanopartículas basadas en lípidos (LNPs) como transportadores para el ARNm. Estas nanopartículas pueden entregar el ARNm a las células donde se necesita. Han mostrado resultados prometedores en estudios de laboratorio y en animales.

Desarrollo de Tecnología de siARN

En un estudio innovador, los científicos utilizaron tecnología de siARN para reducir LAL en células hepáticas. Esto significa que redujeron intencionalmente LAL en las células para ver cómo podrían seleccionar mejor las formulaciones de ARNm-LNP.

Reducción de siARN

Los investigadores diseñaron moléculas de siARN específicas que apuntarían al ARNm responsable de producir LAL. Cuando introdujeron estas moléculas de siARN en células hepáticas, lograron reducir exitosamente los niveles de LAL, imitando LAL-D.

Este modelo les permitió observar cómo diferentes formulaciones de ARNm-LNP podrían restaurar los niveles y la actividad de LAL. Seguían cómo funcionaban estas formulaciones con el tiempo y monitoreaban los cambios en las células.

Selección de Formulaciones de ARNm-LNP

El equipo utilizó una biblioteca de diferentes combinaciones de ARNm-LNP para encontrar la opción terapéutica más efectiva. Esto implicó mezclar diferentes componentes, incluidos varios tipos de lípidos.

Creando la Biblioteca

Crearon una biblioteca de diferentes formulaciones compuestas por cuatro componentes lipídicos clave. El equipo descubrió que alterar las combinaciones y proporciones de estos lípidos influía en gran medida en cuán efectivas eran las formulaciones para restaurar la actividad de LAL.

Los científicos realizaron pruebas para ver qué combinaciones podían entregar con éxito el ARNm a las células objetivo e inducir la expresión de proteínas. Incluso usaron un dispositivo de mezcla microfluídico, que permitió una generación estandarizada de las formulaciones.

Selección In Vitro

Los investigadores realizaron selecciones in vitro extensivas utilizando los mRNA-LNP formulados, observando cuán bien podían restaurar la actividad de LAL en aquellas células que tenían niveles bajos o ausentes de LAL. Introdujeron varias combinaciones en las células para ver cuál funcionaba mejor.

Resultados de la Selección In Vitro

De esta selección, encontraron una formulación que destacó sobre las demás. Esta formulación, conocida como F23, superó el tratamiento estándar utilizado en clínicas, mostrando mejores resultados en la restauración de la actividad de LAL.

Los investigadores también notaron que F23 tenía una entrega efectiva de ARNm, llevando a una mejora en la restauración de LAL en las células hepáticas, lo cual fue particularmente emocionante.

Evaluación In Vivo

Después de identificar formulaciones prometedoras, el equipo realizó pruebas in vivo en ratones para ver cuán bien funcionaban estas formulaciones en un organismo vivo.

Observando la Biodistribución

Administraron varias formulaciones a ratones sanos y monitorearon cómo se distribuía el ARNm en el cuerpo. La mejor formulación, F23, mostró buena distribución y fue capaz de entregar el ARNm hLIPA de manera efectiva al hígado y al bazo, que son órganos clave afectados por LAL-D.

Efectos a Largo Plazo en Ratones

En otro estudio, los investigadores miraron específicamente cómo se desempeñó F23 en ratones con LAL-D durante un período más largo. Monitorearon no solo la actividad de LAL sino también la salud y crecimiento general de los ratones.

Monitoreando la Salud

El equipo notó que F23 redujo significativamente los síntomas de LAL-D en los ratones, especialmente cuando se administró durante períodos prolongados. Pudieron observar mejoras en el peso corporal y una reducción en el tamaño del hígado y del bazo.

Reducción de la Acumulación de Grasas

Un aspecto crucial de LAL-D es la acumulación de sustancias grasas en el hígado y el bazo. Con el tratamiento F23, hubo una reducción notable en la presencia de lípidos acumulados en ambos órganos, lo cual es una buena noticia.

Al observar tejidos del hígado y el bazo, los investigadores confirmaron una disminución en los niveles de lípidos con la formulación F23. Esto sugiere que el uso de mRNA-LNPs puede atacar y reducir efectivamente la acumulación de lípidos en estos órganos.

La Gran Imagen

A través de su investigación, los científicos están comenzando a entender mejor LAL-D y están trabajando hacia soluciones que podrían cambiar la vida de quienes están afectados por esta condición. El uso de enfoques innovadores puede ofrecer nueva esperanza.

Perspectivas Futuras

Al examinar cómo funcionan varias formulaciones, los investigadores pueden desarrollar tratamientos que sean más efectivos y mejor tolerados. Esto también abre caminos para explorar más la terapia de ARNm en el tratamiento de otros desórdenes genéticos.

Conclusión

En resumen, la deficiencia de lipasa ácida lisosomal puede afectar gravemente a las personas, especialmente a los bebés. Aunque las opciones de tratamiento actuales tienen limitaciones, la investigación continua sobre la terapia de ARNm y las formulaciones novedosas ha mostrado promesas. Al abordar efectivamente los problemas genéticos subyacentes de LAL-D, los investigadores esperan mejorar los resultados para los pacientes, reducir la acumulación de grasa y asegurar un futuro más saludable para quienes enfrentan esta condición.

Así que, crucemos los dedos, ¡quizás pronto veamos soluciones que no solo aborden los síntomas, sino que también ofrezcan una solución más permanente para este villano amante de los lípidos!

Fuente original

Título: Lipid-based nanoparticles deliver mRNA to reverse the pathogenesis of lysosomal acid lipase deficiency in a preclinical model

Resumen: Lysosomal acid lipase (LAL) is the only known enzyme that degrades cholesteryl esters (CEs) and triglycerides (TGs) in the lysosomes. LAL deficiency (LAL-D) results in hepatosplenomegaly with extensive accumulation of CEs and TGs, and can in the most severe cases be a life-threatening condition in early infancy. Using messenger ribonucleic acid (mRNA) for protein replacement is an innovative approach for the treatment of genetic disorders, but is challenged by a safe and efficient mRNA delivery. Here, we generated a combinatorial library of lipid-based nanoparticles (LNPs) for mRNA delivery and screened it in vitro and in vivo, which yielded a new formulation with a superior potency than an FDA-approved nanoformulation. This formulation efficiently delivered LAL mRNA and restored LAL activity in liver and spleen, mediating significant reversal of the pathological progression in an aggressive preclinical model of LAL-D. In vivo, the new formulation also promoted a more sustained and quantitatively higher LAL expression. In addition, repeated administration regimen mitigated hepatosplenomegaly, and targeted lipidomic analysis revealed strong diminution of CEs and TGs and of toxic lipid species in the liver and spleen. Transcriptomic analysis showed significant attenuation of inflammatory processes, fibrosis and several pathological pathways associated to LAL-D. These findings provide strong evidence that the intracellular production of LAL via mRNA-LNP is a very promising approach for the chronic treatment of LAL-D and support the clinical translation of mRNA therapy to overcome the challenges associated with traditional enzyme replacement therapies. One Sentence SummaryScreening of a mRNA-LNPs library yielded a formulation with outmost potency and mitigated the progression of LAL deficiency in a preclinical model.

Autores: Matthias Zadory, Elliot Lopez-Vince, Hamza Haddouch, Samuel Babity, Nastaran Rezaei, Fatma Moawad, Rita Maria Kenaan El Rahbani, Nemanja Vujic, Vincent Q. Trinh, Dagmar Kratky, Simon-Pierre Gravel, Davide Brambilla

Última actualización: 2024-12-08 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.07.627318

Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.07.627318.full.pdf

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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