Esperança para a Deficiência de Lipase Ácida Lisossômica
Novas pesquisas trazem tratamentos promissores para a deficiência de lipase ácida lisossomal.
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
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Índice
- Como a LAL-D se Desenvolve?
- Sintomas da LAL-D
- Sintomas da Doença de Wolman:
- Sintomas da Doença de Armazenamento de Ésteres de Colesterol:
- Opções de Tratamento
- Estatinas
- Terapia de Substituição Enzimática (ERT)
- Transplante
- Novas Abordagens
- Terapias com RNA Mensageiro (mRNA)
- Desenvolvimento da Tecnologia siRNA
- Knockdown de siRNA
- Triagem de Formulações mRNA-LNP
- Criando a Biblioteca
- Triagem In Vitro
- Resultados da Triagem In Vitro
- Avaliação In Vivo
- Observando a Biodistribuição
- Efeitos a Longo Prazo em Camundongos
- Monitoramento da Saúde
- Redução do Acúmulo de Gordura
- O Que Isso Tudo Significa
- Perspectivas Futuras
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Deficiência de Lipase Ácida Lisossomal (LAL-D) é uma condição genética rara que afeta a capacidade do corpo de quebrar algumas gorduras. Isso acontece quando não tem enzima suficiente chamada lipase ácida lisossomal (LAL). A LAL é essencial para quebrar ésteres de colesterol e triglicerídeos. Sem LAL suficiente, substâncias gordurosas se acumulam em diferentes órgãos, principalmente no fígado e no baço. Esse acúmulo pode causar sérios problemas de saúde.
Como a LAL-D se Desenvolve?
A LAL-D é causada por mutações em um gene conhecido como LIPA. Essas mutações podem parar totalmente ou diminuir bastante a atividade da LAL. Tem duas formas principais da condição: a doença de Wolman (WD) e a doença de armazenamento de ésteres de colesterol (CESD).
A doença de Wolman é a forma mais severa, geralmente aparecendo em bebês. Pode causar aumento do fígado e do baço, falência do fígado, desnutrição e gordura nas fezes. Infelizmente, bebês com essa forma geralmente não sobrevivem depois de seis meses.
Já a CESD costuma ter um início menos severo e pode permitir que os indivíduos cheguem à idade adulta. Porém, eles podem enfrentar um risco maior de problemas cardíacos, cicatrização do fígado e outras complicações com o passar dos anos.
Sintomas da LAL-D
Os sintomas podem variar bastante entre as duas formas de LAL-D.
Sintomas da Doença de Wolman:
- Aumento do fígado e do baço
- Falência do fígado
- Desnutrição
- Ganho de peso ruim
Sintomas da Doença de Armazenamento de Ésteres de Colesterol:
- Maior risco de doenças cardíacas
- Cicatrização do fígado
- Fadiga
Enquanto os bebês com WD geralmente não sobrevivem muito, aqueles com CESD podem viver até a idade adulta mas podem lidar com sérios problemas de saúde.
Opções de Tratamento
Tratar a LAL-D pode ser bem complicado, e muitas opções existentes não têm dado os resultados esperados. Os médicos podem tentar diferentes abordagens com base na gravidade da doença.
Estatinas
Alguns tratamentos envolvem estatinas, que são medicamentos normalmente usados para baixar os níveis de colesterol. Elas têm sido usadas na tentativa de reduzir o colesterol em pacientes com a forma de início tardio da LAL-D. No entanto, os resultados não têm sido muito promissores, e controlar o colesterol tem sido difícil.
Terapia de Substituição Enzimática (ERT)
Nos últimos anos, a FDA aprovou uma ERT específica para LAL-D chamada Sebelipase alfa (Kanuma). Essa terapia funciona fornecendo uma substituição para a enzima LAL que está faltando. Embora tenha trazido alguma esperança, também teve resultados mistos. Alguns pacientes desenvolveram anticorpos contra o tratamento, o que significa que não responderam bem ou precisaram ajustar a dosagem.
Transplante
Transplantes de fígado e de células-tronco hematopoéticas foram tentados como opções de tratamento, mas os resultados muitas vezes foram decepcionantes.
Novas Abordagens
Procurar terapias melhores ainda é crucial. Pesquisadores estão explorando métodos inovadores que poderiam atacar as questões genéticas subjacentes de forma mais eficaz.
Terapias com RNA Mensageiro (mRNA)
Uma área promissora é a terapia com RNA mensageiro (mRNA). As terapias com mRNA funcionam instruindo as células a produzir proteínas específicas, como enzimas que estão em falta em várias doenças. No caso da LAL-D, a ideia seria usar mRNA para aumentar a produção de LAL no corpo.
Os pesquisadores estão explorando nanopartículas lipídicas (LNPs) como transportadoras de mRNA. Essas nanopartículas podem entregar o mRNA às células onde ele é necessário. Elas mostraram resultados promissores em estudos de laboratório e com animais.
Desenvolvimento da Tecnologia siRNA
Em um estudo inovador, cientistas usaram tecnologia siRNA para cortar a LAL nas células do fígado. Isso significa que intencionalmente reduziram a LAL nas células para ver como poderiam testar melhor as formulações mRNA-LNP.
Knockdown de siRNA
Os pesquisadores projetaram moléculas de siRNA específicas que visavam o mRNA responsável por produzir LAL. Quando introduziram essas moléculas de siRNA nas células do fígado, conseguiram reduzir os níveis de LAL, imitando a LAL-D.
Esse modelo permitiu que eles observassem como diferentes formulações mRNA-LNP poderiam restaurar os níveis e a atividade de LAL. Eles acompanharam como essas formulações funcionavam ao longo do tempo e monitoraram mudanças nas células.
Triagem de Formulações mRNA-LNP
A equipe usou uma biblioteca de diferentes combinações mRNA-LNP para encontrar a opção terapêutica mais eficaz. Isso envolveu misturar diferentes componentes, incluindo vários tipos de lipídios.
Criando a Biblioteca
Eles criaram uma biblioteca com diferentes formulações compostas por quatro componentes lipídicos principais. A equipe descobriu que alterar as combinações e proporções desses lipídios influenciava bastante a eficácia das formulações na restauração da atividade de LAL.
Os cientistas realizaram testes para ver quais combinações poderiam entregar mRNA com sucesso às células-alvo e induzir a expressão de proteínas. Eles até usaram um dispositivo de mistura microfluídica, que permitiu a geração padronizada das formulações.
Triagem In Vitro
Os pesquisadores realizaram triagens in vitro extensivas usando os mRNA-LNPs formulados, observando como conseguiam restaurar a atividade de LAL nas células que tinham baixos níveis ou estavam sem LAL. Eles inseriram várias combinações nas células para ver qual funcionava melhor.
Resultados da Triagem In Vitro
Dessa triagem, eles encontraram uma formulação que se destacou. Essa formulação, conhecida como F23, teve desempenho melhor que o tratamento padrão usado nas clínicas, mostrando resultados melhores na restauração da atividade de LAL.
Os pesquisadores também notaram que a F23 teve uma entrega eficaz de mRNA, levando a uma melhor restauração de LAL nas células do fígado, o que foi bastante empolgante.
Avaliação In Vivo
Depois de identificar formulações promissoras, a equipe fez testes in vivo em camundongos para ver como essas formulações funcionavam em um organismo vivo.
Observando a Biodistribuição
Eles administraram várias formulações em camundongos saudáveis e monitoraram como o mRNA se espalhava pelo corpo. A melhor formulação, F23, mostrou boa distribuição e conseguiu entregar o mRNA hLIPA de forma eficaz ao fígado e ao baço, que são órgãos chave afetados pela LAL-D.
Efeitos a Longo Prazo em Camundongos
Em outro estudo, os pesquisadores observaram especificamente como a F23 funcionou em camundongos com LAL-D por um período mais longo. Eles monitoraram não só a atividade de LAL, mas também a saúde geral e o crescimento dos camundongos.
Monitoramento da Saúde
A equipe percebeu que a F23 reduziu significativamente os sintomas da LAL-D nos camundongos, especialmente quando administrada por períodos prolongados. Conseguiram observar melhorias no peso corporal e uma redução no tamanho do fígado e do baço.
Redução do Acúmulo de Gordura
Um aspecto crucial da LAL-D é o acúmulo de substâncias gordurosas no fígado e no baço. Com o tratamento F23, houve uma redução notável na presença de lipídios acumulados em ambos os órgãos, o que é uma notícia promissora.
Ao observar os tecidos do fígado e do baço, os pesquisadores confirmaram uma diminuição nos níveis de lipídios com a formulação F23. Isso sugere que usar mRNA-LNPs pode atingir e reduzir efetivamente o acúmulo de lipídios nesses órgãos.
O Que Isso Tudo Significa
Por meio de suas pesquisas, os cientistas estão começando a entender melhor a LAL-D e trabalhando em soluções que podem mudar a vida de quem é afetado por essa condição. O uso de abordagens inovadoras pode oferecer nova esperança.
Perspectivas Futuras
Ao examinar como várias formulações funcionam, os pesquisadores podem desenvolver tratamentos que sejam mais eficazes e melhor aceitos. Isso também abre caminhos para uma exploração mais profunda da terapia com mRNA no tratamento de outras doenças genéticas.
Conclusão
Resumindo, a deficiência de lipase ácida lisossomal pode afetar severamente os indivíduos, especialmente os bebês. Embora as opções de tratamento atuais tenham limitações, a pesquisa em andamento sobre terapia com mRNA e formulações novas tem mostrado promessa. Ao atacar efetivamente as questões genéticas subjacentes da LAL-D, os pesquisadores esperam melhorar os resultados dos pacientes, reduzir o acúmulo de gordura e garantir um futuro mais saudável para aqueles que enfrentam essa condição.
Então, dedos cruzados, logo poderemos ver soluções que não só tratem os sintomas, mas também ofereçam um conserto mais permanente para esse vilão amante de lipídios!
Título: Lipid-based nanoparticles deliver mRNA to reverse the pathogenesis of lysosomal acid lipase deficiency in a preclinical model
Resumo: 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 atualização: 2024-12-08 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.07.627318
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.07.627318.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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