Avance en el desarrollo de vacunas pulmonares de ARNm
Nuevos nanotransportadores poliméricos híbridos permiten la administración eficaz de vacunas en los pulmones y la activación selectiva de células inmunitarias
Un equipo de investigación de la LMU dirigido por la profesora Olivia M. Merkel, catedrática de administración de fármacos de la LMU, ha desarrollado un nuevo sistema de administración para vacunas inhalables de ARNm. El estudio, publicado en la revista Cell Biomaterials, presenta una novedosa combinación de poli(ácido láctico-co-glicólico) (PLGA) y poli(β-aminoésteres) (PBAE) diseñada para superar barreras biológicas clave en los pulmones.
"La vacunación eficaz de las mucosas por inhalación requiere sistemas portadores que puedan penetrar en la mucosa de las vías respiratorias y proteger al mismo tiempo las frágiles moléculas de ARN que transportan", explica Merkel. Una vez superada la barrera pulmonar, los nanotransportadores tienen que escapar de las diminutas vesículas (endosomas) que los transportan e introducir eficazmente (transfectar) el ARNm en las células inmunitarias, que a su vez presentan los antígenos correspondientes en su superficie.
Sistema de transporte estable y eficaz
El equipo de la LMU diseñó un sistema que logra estos objetivos mediante un mecanismo coordinado espaciotemporalmente. Los investigadores demostraron que sus nanopartículas híbridas transfectan eficazmente las células del sistema inmunitario objetivo, un requisito crítico para una activación inmunitaria robusta, y favorecen tanto la presentación de antígenos como la maduración de las células inmunitarias. Además, las partículas atravesaron con éxito la barrera mucosa y permitieron la expresión de ARNm en cortes pulmonares de precisión humanos ex vivo, un modelo pulmonar humano de gran relevancia.
"Una de las principales ventajas del nuevo sistema es su robustez durante la aerosolización", afirma Merkel. Tras la nebulización con malla vibratoria, los nanotransportadores PLGA/PBAE conservaron una eficacia de transfección superior a la de las nanopartículas lipídicas clínicamente aprobadas, lo que pone de relieve su idoneidad para aplicaciones de vacunas inhaladas. "Nuestros hallazgos demuestran que el diseño de polímeros basado en datos puede abordar múltiples barreras de administración simultáneamente. Esta plataforma híbrida ofrece una alternativa prometedora a las nanopartículas lipídicas para las vacunas pulmonares de ARNm de próxima generación."
El estudio ha contado con el apoyo de la Fundación Bávara de Investigación y el Consejo Europeo de Investigación (CEI). Según los autores, supone una importante contribución al desarrollo de vacunas mucosas seguras, eficaces y fáciles de administrar a los pacientes.
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Publicación original
Min Jiang, Felix Sieber-Schäfer, Simone P. Carneiro, Dana Matzek, Anny Nguyen, Diana Leidy Porras-Gonzalez, Arun Kumar Verma, Miriam Kolog-Gulko, David C. Jürgens, Gerald Burgstaller, Bastian Popper, Xun Sun, Olivia M. Merkel; "A hybrid polymeric system for pulmonary mRNA delivery: Advancing mucosal vaccine development"; Cell Biomaterials
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