Liposomi "cavallo di troia" per il trasferimento di geni attraverso la barriera ematoencefalica

La presenza di giunzioni strette tra i prolungamenti degli astrociti gliali e le cellule endoteliali che formano i capillari irroranti il sistema nervoso costituisce la barriera ematoencefalica(BBB). Essa riveste grande importanza per la protezione da antigeni di vario genere, oltre che dalle fluttuazioni dei valori ematici, ma risulta un ostacolo per l’eventuale passaggio di farmaci o altri mezzi terapeutici. Generalmente grandi molecole endogene attraversano la barriera utilizzando un processo di transcitosi mediata da recettore(RMT) espresso sul plasmalemma della cellula endoteliale del capillare. Similarmente, alcuni anticorpi monoclonali passano tramite proteine canale. In questo modo, il peptidomimetico MAbs(nient’altro che un anticorpo monoclonale artificiale) può essere usato come un “cavallo di troia” molecolare per trasportare grandi molecole dall’effetto terapeutico, inclusi plasmidi non virali a DNA, utilizzando lo stesso fenomeno di RMT.

Un plasmide a DNA non virale viene inviato all’encefalo mediante un percorso intravascolare attraverso la barriera ematoencefalica(BBB)a seguito di somministrazione endovenosa di DNA incapsulato all’interno di liposomi “cavallo di Troia”(THLs), chiamati anche immunoliposomi PEGilati(PILs). Infatti la superficie del liposoma è ricoperta da filamenti di glicolo polietilenico(PEG) e le punte dell’ 1-2% dei filamenti sono coniugate ad un anticorpo monoclonale bersagliante, che agisce come un cavallo di troia molecolare(MTH). L’MTH si avvolge ad un recettore(ad esempio, per la trasferrina) presente sulla barriera ematoencefalica e sul plasmalemma delle cellule dell’encefalo innescando un processo di transcitosi mediata da recettore del THL attraverso la BBB(in vivo) e una endocitosi mediata da recettore all’interno delle cellule dell’encefalo al di là della BBB. La persistenza dell’espressione del transgene(gene estraneo) è inversamente proporzionale al tasso di degradazione del plasmide episomale(episoma: particella genetica che può esistere autonomamente nel citoplasma o come parte di un cromosoma). La tecnologia THL consente una larga espressione del gene esogeno nella maggioranza delle cellule dell’encefalo adulto(o eventualmente di altri organi) entro un giorno dalla singola somministrazione endovenosa.

Fig. gli anticorpi monoclonali(MAb)sono specie-specifici, in base alla reattività nei confronti dei recettori sia della transferrina(TfR) che dell’insulina(IR) BSP = proteina capillare cerebrale-specifica

Le applicazioni della tecnologia includono l’espressione di geni tessuto-specifici mediante promotori tessuto-specifici, la completa normalizzazione della tirosina-idrolasi striatale (terapia genica sperimentale), un incremento del 100% del tempo di sopravvivenza di topi con tumori cerebrali che seguono settimanalmente terapia antisense(molecola che interagisce con filamenti complementari di DNA modificando l’espressione genica). Inoltre , in caso di tumori dell’encefalo intracraniale murino, si osserva un incremento dell’aspettativa di vita del 90% mediante somministrazione venosa settimanale di RNA interferience(RNAi). Questo acido nucleico presenta una definita sequenza metabolizzata dalle cellule tumorali: quando queste cellule si dividono si attiva. Si tratta di un inibitore del gene EGFR(recettore per fattore di crescita, protooncogene)

Conclusioni

La possibilità di utilizzare cavalli di troia per veicolare regolatori dell’espressione genica(plasmidi)oltre la complessa BBB può essere fondamentale per la terapia di tumori cerebrali che utilizzano questa barriera per poter proliferare indisturbati

References

-Preparation of THLs for gene transfer across the BBB -apr 2010

- Blood-brain barrier delivery of protein and non-viral gene therapeutics with molecular Trojan horses -apr 2007

-P.Rosati-Istologia: la barriera ematoencefalica p586-587

-RNAi delivery system crosses blood-brain barrier to target brain cancer -giu 2004

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