Un sistema di silenziamento genico trasportato da nanocapsule come potenziale nuovo trattamento per i pazienti che soffrono di forme d’asma per cui non sono disponibili terapie efficaci
Tra le patologie più comuni a livello mondiale c’è l’asma bronchiale, che colpisce circa il 4% della popolazione e la cui incidenza appare in continua crescita. Si tratta di una malattia caratterizzata da una rapida ostruzione delle vie respiratorie che si presenta con crisi di dispnea, oppressione toracica, tosse e respiro sibilante. La terapia standard si basa sulla prevenzione degli attacchi acuti e sul loro controllo grazie alla somministrazione di farmaci broncodilatatori. In tal senso gli inalatori di corticosteroidi si sono rivelati uno strumento indispensabile per milioni di persone anche se, purtroppo, non in tutti i casi producono benefici. Per questo merita attenzione un’innovativa ricerca condotta da ricercatori dell’Università del Connecticut, Stati Uniti, e pubblicata sulla rivista ACS Nano.
L'ASMA ALLERGICA
I ricercatori statunitensi stanno lavorando allo sviluppo di nuove promettenti terapie partendo dalla realizzazione di speciali nanocapsule a base di acidi nucleici tramite cui attuare una procedura di silenziamento genico nelle cellule che sono coinvolte nella patogenesi dell’asma. La ricerca parte dal presupposto che esistano due tipi di asma: quello di tipo non allergico (o criptogenico), che si presenta in seguito a infezione respiratorie di tipo virale o dopo l’esposizione a sostanze irritanti, e quello allergico, che si presenta in seguito all’esposizione di allergeni come spore fungine, pollini e acari.
Nella genesi di quest’ultimo un ruolo importante è rivestito dai linfociti, cellule immunitarie presenti in gran numero nella mucosa bronchiale dei pazienti, responsabili della produzione di citochine e della secrezione di sostanze infiammatorie che mantengono lo stato di infiammazione caratteristico dell’asma stessa. In particolare, la produzione di citochine di tipo Th2 (soprattutto IL-4 e IL-5) dipende dall’attività del gene GATA3. Con esperimenti condotti su modelli animali, i ricercatori hanno osservato che inibendo in maniera specifica GATA3 è possibile migliorare il decorso della malattia.
DNAzimi E NANOCAPSULE
Pertanto, gli scienziati hanno tentato di ricorrere a molecole a base di DNA (i cosiddetti DNAzimi, formati da acidi nucleici non codificanti) per bloccare l’attività di questo gene. I DNAzimi sono progettati per riconoscere e tagliare l’RNA messaggero (mRNA) del gene GATA3. Il risultato equivale quindi a silenziare, o inattivare, il gene stesso. Purtroppo però non è facile veicolare all’interno delle cellule tali molecole ed è ancora più complicato mantenerle in maniera stabile nell’ambiente cellulare. Ecco dunque che il team dell’Università del Connecticut ha messo a punto delle speciali nanocapsule che sembrano riuscire molto bene nell’intento di veicolare dentro le cellule i DNAzimi, abbattendo fino al 60% la funzionalità di GATA3.
Da un punto di vista chimico, il progetto nasce con la sintesi di un composto tensioattivo, in grado di favorire la creazione di emulsioni o di micelle. Una specie di sapone che produce bolle di dimensioni nanometriche (dell’ordine del millionesimo di millimetro). Successivamente, i ricercatori hanno modificato la chimica di superficie delle bolle in maniera tale che queste possano integrare il DNAzima.
LE SPERIMENTAZIONI PRECLINICHE
I risultati in vitro delle prima sperimentazioni sono stati molto buoni ed i ricercatori sono quindi andati avanti per studiare l’effetto di questa tecnologia in vivo. Essi hanno testato l’efficacia delle loro nanocapsule in un modello murino di asma allergico sensibile agli acari della polvere domestica. Per meglio favorire l’integrazione della nanocapsula a livello polmonare essi hanno scelto un substrato peptidico specifico per l’enzima MMP9 che risulta aumentato nel corso dell’infiammazione delle vie aeree tipica degli asmatici. L’aumento di MMP9 durante l’infiammazione delle vie aeree favorisce la lisi della nanocapsula nei polmoni, con conseguente bersagliamento di GATA3 da parte dei DNAzimi. I risultati hanno mostrato che i polmoni dei topi trattati con questa strategia riportano meno danni infiammatori rispetto al gruppo di controllo non trattato, con una marcata riduzione anche degli eosinofili, che partecipano all’ostruzione delle vie aeree. Un altro risultato importante è che la nanocapsula non provoca infiammazione a livello polmonare e ciò fa pensare che futuri specifici farmaci sviluppati su questa tecnologia potrebbero soddisfare i requisiti di sicurezza.
Tuttavia, la strada per l’applicazione clinica è ancora lunga: servono studi di biodistribuzione del farmaco nell’organismo e occorrono studi clinici per determinare il tempo di durata degli effetti della terapia. Il cammino è, quindi, solo all’inizio ma il punto di arrivo potrebbe consistere nella produzione di famaci personalizzati di grande efficacia nel trattare forme d’asma di tipo allergico che oggi non trovano soluzione.