Un nuovo metodo carica l'mRNA negli esosomi in 10 minuti: basta mescolare e via
Il team del KIST sviluppa un metodo basato sui cubosomi per caricare grandi farmaci senza danneggiare gli esosomi
Gli esosomi, vescicole di origine naturale responsabili della comunicazione intercellulare, stanno emergendo come sistemi di somministrazione di farmaci di nuova generazione, in grado di trasportare i farmaci terapeutici a cellule specifiche. Tuttavia, le loro membrane, strettamente impacchettate e ricche di colesterolo, rendono estremamente difficile incapsulare molecole di grandi dimensioni come l'mRNA o le proteine. Gli approcci convenzionali si sono basati su tecniche come l'elettroporazione o il trattamento chimico, che spesso danneggiano sia i farmaci che gli esosomi, riducono l'efficienza della somministrazione e richiedono complesse fasi di purificazione, il che pone notevoli ostacoli alla commercializzazione.
Una rappresentazione visiva del processo di formazione di esosomi ibridi caricati con carico terapeutico, ottenuto semplicemente mescolando cubosomi ed esosomi. La figura illustra l'effettivo metodo di preparazione, sottolineando la semplicità e la facilità di implementazione, rendendo il processo accessibile senza attrezzature specializzate.
Korea Institute of Science and Technology(KIST)
Un gruppo di ricerca congiunto guidato dal dottor Hojun Kim del Center for Advanced Biomolecular Recognition e dal dottor Hong Nam Kim del Center for Brain Convergence Research del Korea Institute of Science and Technology (KIST, presidente Sang-Rok Oh) ha sviluppato una nuova tecnica di caricamento dei farmaci che consente di incorporare in modo efficiente biomolecole di grandi dimensioni negli esosomi semplicemente mescolandole. Questa scoperta consente l'incapsulamento stabile dei farmaci in meno di 10 minuti, eliminando la necessità di attrezzature specializzate o di una lavorazione complessa.
Il team ha utilizzato una nanoparticella a base lipidica nota come "cubosoma", che imita la struttura di fusione delle membrane cellulari e si fonde naturalmente con gli esosomi. Mescolando i cubosomi che trasportano mRNA con gli esosomi a temperatura ambiente per soli 10 minuti, i ricercatori hanno ottenuto una fusione efficiente e hanno confermato che l'mRNA era stato caricato con successo negli esosomi. L'analisi ha mostrato che oltre il 98% dell'mRNA è stato incapsulato, mentre l'integrità strutturale e la funzione biologica degli esosomi sono state preservate.
Inoltre, gli esosomi ingegnerizzati hanno dimostrato la capacità di attraversare la barriera emato-encefalica, uno degli ostacoli più difficili nella somministrazione di farmaci. In particolare, il team ha osservato un effetto "homing", in cui gli esosomi tornano al tipo di cellula da cui provengono, consentendo la somministrazione mirata di farmaci ai tessuti malati. Questa tecnologia consente di caricare in modo efficiente biomolecole di grandi dimensioni senza alterare gli esosomi stessi, aprendo la strada ad applicazioni pratiche di terapie basate sugli esosomi nella medicina di precisione.
La tecnica è altamente adattabile agli ambienti clinici, in quanto non richiede attrezzature specializzate o trattamenti complessi. Preserva la funzione degli esosomi consentendo al contempo la somministrazione di grandi carichi, offrendo un ampio potenziale per il trattamento di malattie intrattabili, tra cui disturbi neurologici, cancro e condizioni autoimmuni. Il team ha in programma di condurre ulteriori valutazioni di sicurezza per la traduzione clinica e di stabilire un sistema di produzione di massa per i cubosomi.
Il dottor Hojun Kim del KIST ha dichiarato: "Questa tecnologia consente ai professionisti del settore medico di combinare facilmente esosomi e molecole terapeutiche nel sito clinico, rappresentando un passo significativo verso la realizzazione della medicina personalizzata". Il dottor Hong Nam Kim ha aggiunto: "Poiché consente una precisa somministrazione di farmaci anche in tessuti complessi come il cervello, ha un grande potenziale per il trattamento di un'ampia gamma di malattie".
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