As terapias genéticas atuais para tratar a anemia falciforme são complexas, demoradas e, às vezes, estão ligadas a efeitos colaterais sérios, como infertilidade ou câncer no sangue. Para lidar com esses desafios, os pesquisadores da Johns Hopkins desenvolveram nanopartículas especiais que podem enviar tratamento genético diretamente para vários tipos de células na medula óssea para corrigir as mutações causadoras da doença.

"Essa abordagem de edição genética permitiria que os pacientes recebessem o medicamento por meio de uma transfusão", disse o autor principal do estudo, Xizhen Lian, um cientista assistente de pesquisa afiliado ao Instituto de NanoBioTecnologia da Escola de Engenharia Johns Hopkins Whiting e à Escola de Medicina Johns Hopkins . "Isso evita o longo e difícil processo de muitas terapias genéticas atuais, diminuindo a carga sobre os pacientes e o sistema de saúde, ao mesmo tempo em que minimiza os efeitos colaterais do tratamento."

A equipe de pesquisa, que incluiu cientistas do University of Texas Southwestern Medical Center, St. Jude Children's Research Hospital, Harvard University e Johns Hopkins School of Medicine, usou CRISPR/Cas e técnicas de edição de genes base em um modelo de camundongo com anemia falciforme para ativar uma forma de hemoglobina e corrigir a mutação da anemia falciforme. A equipe também descobriu que a abordagem era eficaz para atingir células de leucemia.

"Um desafio que encontramos é que a população de células-tronco é muito pequena; apenas 0,1% das células na medula óssea são células-tronco. Elas também são protegidas em um microambiente que pode impedir a entrega de medicamentos da circulação", disse Lian. A equipe resolveu esse problema adicionando uma molécula de gordura especial em suas minúsculas partículas de entrega. Essa nova molécula ajudou as partículas de entrega a encontrar e se prender fortemente às células-tronco, fornecendo uma importante terapia genética.

O próximo passo da equipe é otimizar essa tecnologia em um modelo animal humanizado que pode imitar melhor os cenários clínicos, já que eles estão trabalhando atualmente apenas com células sanguíneas e componentes de roedores. Modelos animais humanizados foram geneticamente modificados para expressar genes, células e proteínas humanas, permitindo que pesquisadores estudem doenças humanas em um sistema vivo que se assemelha muito ao dos humanos.

"Nossa abordagem promete ajudar os pacientes a evitar procedimentos de tratamento invasivos, o que reduzirá significativamente os efeitos colaterais do câncer de sangue porque não há inserção aleatória de genes nos genes do paciente. Estamos mirando em um gene específico que causa a doença e é isso", disse Lian. "A única maneira de curar essas doenças genéticas é corrigir a mutação genética nas populações de células-tronco."