Um novo método desenvolvido por uma equipe de pesquisa liderada por Jerzy Szablowski, da Rice University, oferece esperança no tratamento de distúrbios cerebrais por meio de terapia genética. A abordagem inovadora poderá transformar os tratamentos para doenças hereditárias e problemas de saúde mental, visando regiões específicas do cérebro com uma precisão recém-descoberta. O trabalho dos pesquisadores foi publicado na Nature Communications.

A terapia genética pode potencialmente corrigir defeitos genéticos, mas a entrega de genes terapêuticos ao cérebro tem apresentado desafios significativos. Os métodos não invasivos tradicionais carecem de eficiência, atingem todo o cérebro e não apenas as regiões doentes e podem afetar tecidos saudáveis, levando a uma toxicidade potencial.

“Uma alternativa comumente usada é fazer um furo no crânio e inserir uma agulha no cérebro, mas essa cirurgia é invasiva e traz seus próprios riscos”, disse Szablowski, professor assistente de bioengenharia.

A equipe de pesquisa desenvolveu um processo que permite que os vetores, ou ferramentas usadas para entregar material genético às células cerebrais , entrem em regiões específicas, evitando o sangramento das células. A técnica envolve a injeção de vetores modificados de entrega de genes na corrente sanguínea, permitindo que eles cheguem ao cérebro.

Alguns vetores usados pelas clínicas, chamados vetores virais adeno-associados (AAVs), podem entrar no cérebro após o tratamento com ultrassom focalizado, mas tendem a entrar no cérebro com eficiência limitada e transduzir muitos outros tecidos do corpo. Os pesquisadores modificaram os AAVs para permitir-lhes a oportunidade de avançar com mais eficiência.

Os investigadores levantaram a hipótese de que, ao modificar o revestimento do vetor, poderiam encontrar sequências de proteínas que resultam numa melhor entrega ao cérebro, mas apenas em regiões estimuladas por ultra-sons. Além disso, eles teorizaram que poderiam localizar vetores que pudessem reduzir simultaneamente a transdução do fígado, que é um dos principais alvos dos vetores comuns de entrega de genes e uma das maiores fontes de toxicidade em terapias genéticas.

“Para identificar os melhores vetores, injetamos 1,3 bilhão de variantes em camundongos”, disse Richard Li, principal autor do estudo. Os pesquisadores então estimularam regiões específicas do cérebro com ultrassom para permitir a entrega em regiões específicas do cérebro.

“Ao extrair os vetores que chegaram ao cérebro, descobrimos milhares de candidatos promissores”, disse Li.

Através de testes rigorosos, os pesquisadores identificaram vários vetores que demonstraram melhor distribuição cerebral e minimização do direcionamento ao fígado.

A engenharia de vetores de terapia genética tem sido feita há anos, prometendo resultados com potencial para tratar distúrbios que afetam todo o cérebro, de acordo com Szablowski. "Este trabalho é a primeira vez que vetores projetados e entrega de ultrassom focalizado foram combinados", disse ele.

O novo método apresenta uma forma não invasiva de entregar genes a locais específicos do cérebro, tornando-o particularmente adequado para o tratamento de distúrbios que ocorrem em áreas específicas do cérebro, como distúrbios psiquiátricos. A pesquisa da equipe mostrou que a combinação de ultrassom com vetores projetados melhorou a especificidade do cérebro versus fígado em cerca de 1.000 vezes em comparação com os AAVs usados ??clinicamente sem tratamento de ultrassom focado.

“Esta é uma melhoria importante porque uma maior transdução hepática pode limitar a toxicidade”, disse Szablowski. “E a maior eficiência da administração cerebral significa que são necessárias doses mais baixas de vetores, reduzindo potencialmente o custo da terapia genética”.