L’estearil-transportà 10 (st-TP10): un cavall de Troia per introduir àcids nucleics en cèl•lules i organismes

Teràpia gènica: La teràpia gènica és l’ús d’àcids nucleics com a eines teràpiques a través de la modificació del genoma o del transcriptoma de cèl·lules somàtiques. Si la teràpia gènica clàssica es fa pensant en la introducció de constructes d’ADN que s’incorporin al genoma localitzat en el nucli cel·lular, la teràpia gènica de silenciament es basa en molècules d’ARN que interfereixin en l’expressió de gens sense modificar el genoma cel·lular. Tant en un cas com en l’altre, hi ha el problema de la introducció d’aquest material gènic. En el laboratori es fan servir tota mena de vectors, molts d’ells virus modificats. Però si hom vol generalitzar els protocols de teràpia gènica, caldrà fer servir vectors que compleixin característiques de seguretat i que es puguin produir establement a gran escala. Entre aquests vectors podrien jugar un paper els pèptids de penetració cel·lular (CPPs), com el transportà 10 (TP10). Els CPPs, que es basen en darrer terme en la proteïna Tat de l’HIV-1, afavoreixen l’endocitosi del material que s’hi associï. Una limitació, però, és que el material associat als CPPs resta en bona mesura atrapat en les vesícules d’endocitosi i no entra cap al citoplasma (i, molt menys, cap al nucli cel·lular). Si hom augmenta la lipofília dels CPPs, amb l’addició de grups amfipàtics, com l’àcid esteràric, els estearil-CPPs resultants traspassen més fàcilment les endomembranes per entrar en el citoplasma. Un grup d’investigadors de Tartu (Estònia) i Estocolm (Suècia) han desenvolupat estearil-CPPs i, en un article a Molecular Therapy estudien les propietats d’aquests vectors.

Els CPPs, el TP10 i l’st-TP10

Si bé el primer pèptid de penetració cel·lular (CPP) fou descobert el 1988, i vinculat a la proteïna Tat del virus de la immunodeficiència humana (HIV-1), existeixen CPPs de diferents seqüències, amb grandàries moleculars (MW) i punts isoelèctrics (pI) molt variables i, presumiblement, amb diversos mecanismes d’acció. És possible que alguns CPPs siguin de penetració directa de la membrana, i d’altres aconsegueixin un moviment de translocació de la bicapa lipídica, però el mecanisme més habitual és la promoció de l’endocitosi.

Un CPP ben senzill és la poliarginina. Per exemple, un pèptid format per una cadena de 9 arginines (Arg9; RRRRRRRRR) pot interaccionar amb l’heparan sulfat de la matriu extracel·lular i desencadenar la invaginació de la membrana cel·lular que condueix, finalment, a la formació d’una vesícula d’endocitosi. Pèptids de seqüència més complexa, com el transportan 10 (AGYLLGKINLKALAALAKKIL) o la penetratina (RQLKIWFQNRRMKWKK) actuen de forma similar.

Els CPPs poden ésser el vehicle o el vector per a càrregues diverses. La càrrega pot associar-se als CPPs mitjançant enllaços covalents o no-covalents (ponts d’hidrogen, enllaços iònics, etc.). Els enllaços han de ser prou estables com perquè no es puguin trencar abans d’hora, però no han d’ésser prou forts com perquè la càrrega no es dissociï dels CPPs una vegada es troba en l’interior de la cèl·lula.

Pel que fa a les càrregues que podem associar als CPPs, hom s’ha centrat particularment en els àcids nucleics, des de oligonucleòtids de baixa MW, fins a molècules de doble cadena circular (plàsmids). Una altra línia de treball és la que estudia els CPPs com a eina d’introducció dins la cèl·lula de complexos proteics. Encara que, ostensiblement, la teràpia gènica és la finalitat més rendible econòmicament que podrien tenir aquestes tècniques, cal no menysprear altres usos biotecnològics.

Taavi Lehto i els seus col·laboradors s’interessen particularment en el TP10. La combinació d’aminoàcids apolars (AGYLLGKINLKALAALAKKIL) i polars (AGYLLGKINLKALAALAKKIL) indica que és un CPP que pot superar, ni que sigui en una fracció menor, el segrestament endocític. Si el TP10 s’associa amb àcid esteàric, per forma estearil-TP10 (st-TP10), augmenta encara més la lipofília de la molècula, i un percentatge més gran del CPP i de la càrrega associada podrà escapar dels endosomes.

La introducció de plàsmids a través de CPP

Els plàsmids són minigenomes autònoms que trobem en bacteris i en d’altres organismes unicel·lulars. Són la base dels vectors més utilitzats en enginyeria genètica. Poden incorporar una multitud de seqüències d’interès, i a més relacionar-les de manera integrada.

Lethto et al. han estudiat la capacitat de l’st-TP10 per fer de transportadors de plàsmids a l’interior cel·lular, i n’han comprovat l’eficiència en diversos tipus cel·lulars. L’st-TP10 forma, com altres CPPs, nanopartícules estables amb els plàsmids. Els gens carregats en els plàsmids arriben a expressar-se de manera més clara quan el transportador ha estat st-TP10, que no pas quan s’ha utilitzat TP10 (el TP10 sense estearilitzar) o quan es fan servir st-Arg9 (la poliarginina estearitizada).

La comparació amb altres estratègies: la lipofectamina 2000

Els vectors basats en liposomes són més difosos que no pas els CPPs. Una comparació entre l’eficàcia de transfecció de l’st-TP10 i un derivat de liposomes com la lipofectamina 2000 (LF2000) mostra nivells comparables. Lehto et al. assenyalen, però, en el seu estudi, que l’st-TP10 té menys efectes tòxics sobre els cultius cel·lulars que la LF2000.

L’estudi inclou també l’anàlisi de l’eficàcia de transfecció de plàsmids en ratolins, a través d’injeccions intramusculars i intradermals. De nou, l’st-TP10 no supera l’eficàcia de la LF2000. Però Lehto et al., remarquen el fet que l’st-TP10, a diferència de LF2000, no és immunogènic i és menys tòxic.

Aquesta entrada ha esta publicada en 3. La Vida. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari

L'adreça electrònica no es publicarà. Els camps necessaris estan marcats amb *

Aquest lloc utilitza Akismet per reduir el correu brossa. Aprendre com la informació del vostre comentari és processada