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NANOPA�TÍCULAS PARA TERAPIA GÉNICA
Raquel Pita CompostizoTrabajo de fin de grado. Facultad de Farmacia UCM
Febrero 2019
INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES
TERAPIA GÉNICA
MODIFICACIÓN DE LA DOTACIÓN GENÉTICA PARA MODULAR LA EXPRESIÓN DE GENES
DISEÑO DE ESTATEGIAS SEGÚN LA ETILOGÍA MOLECULAR DE LA PATOLOGÍA
Déficit en la síntesis de una proteína síntesis o función excesiva de una proteína
Introducción del gen codificante Silenciamiento génico
cDNA pDNA siRNA
Edición genómica
CRISPR
APLICACIÓN CLÍNICA
EX VIVO IN VIVO
Extracción células del paciente
Transfección ex vivo
Trasplante células transfectadas
Control transfecciónSelección de células transfectadas
Patologias con células inviables en cultivo.Invasivo
Transfección in vivo
Pierde control sobre la transfección.
Cualquier patología y tejido.Meno Invasivo
NANOPARTÍCULASVECTORES DE TRANSFECCIÓN
SEGUROS Y EFICACES
TERAPIA GÉNICA NANOPARTÍCULAS Y FÁRMACOS
NANOPARTÍCULAS Y TERAPIA GÉNICA
Primer trasplante con HSCs
Desarrollo vectores
virales
Salida al mercadode
Doxil y Genexol-PM
1970-1990 1995-2000
Desarrollo de nanopartículas para
terapia génica
2006-2019 +
OBJETIVOS METODOLOGÍA
ANÁLISIS DE LAS NANOPARTÍCULAS EN TERAPIA GÉNICA
CONCEPTOS CLAVE EN
VECTORIZACIÓN
INVESTIGACIÓN PRECLÍNICA
TRASLACIÓN CLÍNICA
TRASLACIÓN COMERCIAL
FUENTES BIBLIOGRÁFICAS:
PALABRAS CLAVE: "Gene therapy”, “Gene delivery” “Nanoparticles”,“Genome-editing”, “Non-viral”, “Vector”, “nanotecnology”, “CRISPR”,“Gene silencing”, “Delivery”, “Targeting", "Nanomedicine” y “Nanocarrier”.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
VECTORIZACIÓN
VECTORIZACIÓN PASIVA
Efecto EPR : "Enhanced permeability and retention".
VECTORIZACIÓN ACTIVA
Uso de ligandos sobreexpresados en la célula diana.
Anticuerpo Péptido
AptámeroPequeñas moléculas
PEG
DISEÑO DE NANOPARTÍCULAS
Peer D, Karp JM, Hong S, Farokhzad OC, Margalit R, Langer R. Nanocarriers as anemerging platform for cancer therapy. Nat Nanotechnol. 2007;2(12):751–60.
OBJETIVOS
Aumentar la estabilidad plasmática
Protección frente las endonucleasas plasmáticas
Vectorización
Liberación controlada
Promover la transfección génica
Formación de complejos estables
Células del endotelio vascular separadas entre 200-600 nm.Drenaje linfático disminuido
Solo en procesos tumorales
PEGilación: Aumenta estabilidad plasmática y la biodisponibilidad
Sintesis o funcionalización de las nanopartículas con polímeros o lipidos catiónicos.
Activa y pasiva
Nanopartículas
estímulo-respuesta
Estímulos internos:
Estímulos externos:
pHConcentración enzimas o metabolitosGradiente REDOX
LuzCalorMagnetismoUltrasonidos
Síntesis o funcionalización con agentes activadores del escape endosomal:
Melitina PEICloroquina
Cl N
NHN
COMPARATIVA NANOPARTÍCULAS
ORGÁNICAS
POLIMÉRICAS
LIPÍDICAS
MicelasPolimerosomasDendrímeros
MicelasLiposomas: SNALP
INORGÁNICAS
AuNPs: Nanoshell, Nanorods, AuDENPsCNTs: SWNTs, MWNTsSPIONsMSNPs
POLIMÉRICAS LIPÍDICAS
AuNPs CNTs
BiocompatibleBiodegradableSíntesis sencillaFácil funcionalizaciónForman PoliplexosBaja toxicidad
Requieren de reactivos de transfección:PEICloroquinaMetilina
BiocompatibleBiodegradableSíntesis sencillaFácil funcionalizaciónForman PoliplexosBaja toxicidad
Requieren de reactivos de transfección:PEICloroquinaMetilina
Biocompatible Alta relación S/V Síntesis sencilla Fácil funcionalización Fácil conjugación Estable Terapia fototérmica
No biodegradablesRequieren de reactivos de transfección
Biocompatible Síntesis sencilla Fácil funcionalización Fácil conjugación Mecanismo de internalización celular independiente de endocitosis
No biodegradables
Escape endosomal
Eficacia de transfección
CONCLUSIONESBIBLIOGRAFÍA
TRASLACIÓN CLÍNICA TRASLACIÓN COMERCIAL
La evolución de la terapia génica está condicionada por el desarrollo de nuevos vectores como las nanopartículas.
La investigación preclínica con nanopartículas debe unificar criterios para mejorar su traslación clínica
No es posible resaltar un tipo de nanopartícula como vector ideal para terapia génica, ya que cada tipo de terapia y patología requiere de la síntesis a medida de un tipo de nanopartícula concreto.
La revolución de la terapia génica ha venido para quedarse y la nanomedicina tiene la oportunidad de consolidarse como una indiscutible aliada para su implantación en la clínica
Dunbar CE, High KA, Joung JK, Kohn DB, Ozawa K, Sadelain M. Gene therapy comes of age. Science 2018;359 (6372).Dowdy SF, Levy M. RNA Therapeutics (Almost) Comes of Age: Targeting, Delivery and Endosomal Escape. Nucleic Acid Ther. 2018;28(3):107–8.Dowdy SF. Overcoming cellular barriers for RNA therapeutics. Nat Biotechnol 2017;35(3):222–9.Chen J, Guo Z, Tian H, Chen X. Production and clinical development of nanoparticles for gene delivery. Mol Ther - Methods Clin Dev. 2016;3(September 2015):1602Peer D, Karp JM, Hong S, Farokhzad OC, Margalit R, Langer R. Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy. Nat Nanotechnol. 2007;2(12):751–60.Moore MO. Non-viral vectors for gene-based therapy. Nature Reviews Genetics. 2014;15(1):43–66.Etheridge ML, Campbell SA, Erdman AG, Haynes CL, Wolf SM, McCullough J. The big picture on nanomedicine: The state of investigational and approved nanomedicine products. Nanomedicine Nanotechnology, Biol Med. 2013;9(1):1–14.Faria M, Bj rnmalm M, Thurecht KJ, Kent SJ, Parton RG, Kavallaris M, et al. Minimum information reporting in bio–nano experimental literature. Nat Nanotechnol. 2018;13(9):777–85.Venditto VJ, Szoka FC. Cancer nanomedicines: So many papers and so few drugs! Adv Drug Deliv Rev. 2013;65(1):80–8.Sainz V, Conniot J, Matos AI, Peres C, Zupan i E, Moura L, et al. Regulatory aspects on nanomedicines. Biochem Biophys Res Commun. 2015;468(3):504–10.
2,600SOLO 304
CON NANOPARTÍCULAS
E N S A Y O S C L Í N I C O S E N T E R A P I A G É N I C A
INVESTIGACIÓN PRECLÍNICA
Caracterización
Tecnológica Biológica
Tamaño, forma y dimensionesSintesis Capacidad de carga y liberaciónAgregaciónLigandos
Línea celular Estudios de toxicidadModelo biológico
In vitro
In vivo
Problemade traslación
Falta de homogeinidad en los criterios de caracterización.
Problemade traslación cínica
Dificulta
Traslación comercilal
Número de publicacionesacademicas
80 Nanomedicinas comercializadas
Única nanomedicina con terapia génicacomercializada (2018)
Onpattro: A lipid complex injection
Formulación de nanopartículas lipídicas
Patisiran: siRNA inhibidor específico de la síntesis hepática de transtiretina
Cargadas
Tratamiento de la amiloidosis hereditaria
mediada por transtiretina
Ha seguido el procedimiento centralizado
Aún no comercializado en España
PLGAPEI
PLMD-PEIPAMAM
Lípidos catiónicos:
DOTAPDOTMADOSPA
OROLáminas de grafeno
Poliplexos Lipoplexos