Progressi nei sistemi di rilascio polmonare dell'mRNA e servizi innovativi di Prisys biotech

Le malattie polmonari pongono sfide significative per la salute pubblica globale, minacciando la salute umana e imponendo notevoli oneri economici. Le formulazioni inalabili basate sull’RNA messaggero (mRNA) offrono un nuovo approccio al trattamento delle malattie polmonari, superando le sfide delle terapie convenzionali come la bassa biodisponibilità polmonare e gli effetti collaterali avversi. Tuttavia, la complessa fisiologia dei polmoni e la difficoltà dell’mRNA ad entrare nelle cellule richiedono lo sviluppo di adeguati sistemi di nano-consegna per migliorare l’efficienza della consegna. Questo articolo discute gli ostacoli al rilascio polmonare, esamina gli ultimi progressi della ricerca sui sistemi di rilascio polmonare di mRNA, tra cui nanoparticelle lipidiche, nanoparticelle polimeriche, peptidi ed esosomi, e presenta i servizi specializzati di Prisys Biotech in questo campo. Vengono inoltre esplorati i limiti degli attuali metodi di somministrazione polmonare di mRNA e le prospettive future.

La somministrazione di farmaci per via inalatoria offre numerosi vantaggi rispetto alle vie orali e iniettabili:

• Consegna diretta e insorgenza rapida: La breve distanza di somministrazione e l'evitamento del metabolismo di primo passaggio portano ad un'azione rapida e ad elevate concentrazioni locali del farmaco, migliorando l'efficacia terapeutica e minimizzando gli effetti collaterali sistemici.
• Assorbimento migliorato: L'ampia superficie degli alveoli migliora significativamente l'assorbimento del farmaco, riducendo il dosaggio richiesto e abbassando i costi del trattamento.
• Amministrazione non invasiva: L'inalazione è un metodo non invasivo e di facile utilizzo che consente l'autosomministrazione da parte dei pazienti.
• Immunità mucosale: Nelle applicazioni vaccinali, l'inalazione può indurre risposte immunitarie delle mucose, producendo immunoglobulina A secretoria (sIgA) e migliorando l'efficacia del vaccino.

Le formulazioni inalabili a base di mRNA possono esprimere proteine ​​funzionali all’interno delle cellule polmonari, offrendo potenziali trattamenti per varie malattie polmonari, tra cui infezioni, tumori e condizioni genetiche.

• Requisiti aerodinamici: La dimensione ottimale delle particelle per la deposizione polmonare è compresa tra 1 e 5 μm per garantire la penetrazione polmonare profonda.
• Clearance mucociliare: Lo strato di muco intrappola le particelle inalate, che vengono eliminate tramite il movimento ciliare. Strategie come la PEGilazione migliorano la penetrazione delle particelle attraverso il muco.
• Surfattante polmonare e macrofagi: Il surfattante polmonare mantiene la stabilità alveolare ma può ostacolare il rilascio dell'mRNA. I macrofagi alveolari possono eliminare le particelle attraverso la fagocitosi. Le modifiche superficiali delle nanoparticelle possono migliorare la stabilità e l'efficacia di consegna.
• Barriere cellulari: Un efficiente rilascio intracellulare dell'mRNA dipende dall'endocitosi e dalla riuscita fuga dagli endosomi prima che avvenga la degradazione.

• Nanoparticelle lipidiche (LNP): Gli LNP sono la piattaforma più avanzata per la consegna di mRNA. Le modifiche nella composizione lipidica hanno dimostrato di migliorare l'efficienza del targeting e della somministrazione, soprattutto per applicazioni specifiche per i polmoni. Tecniche come gli LNP SORT (Selective Organ Targeting) sono state sviluppate per migliorare il targeting polmonare riducendo al contempo gli effetti fuori bersaglio in organi come il fegato.
• Nanoparticelle polimeriche: Le nanoparticelle a base di polimeri offrono un'elevata efficienza di rilascio ma devono affrontare sfide legate alla citotossicità a causa della loro natura cationica. Strategie come la PEGilazione e le alterazioni nella topologia dei polimeri (ad esempio, strutture iperramificate) vengono esplorate per migliorare la sicurezza e la stabilità durante il parto polmonare.
• Esosomi: Queste nanoparticelle presenti in natura forniscono una bassa immunogenicità e la capacità di oltrepassare le barriere del muco. Le sfide rimangono nell’efficienza di carico e nella produzione su larga scala. Gli approcci ingegneristici mirano a migliorare questi aspetti per una migliore applicabilità clinica.
• Peptidi: I sistemi di rilascio basati su peptidi offrono biocompatibilità e facilità di sintesi. Peptidi a catena corta, proteine ​​ribosomiali e peptidi sintetici sono allo studio per migliorare l'efficienza della trasfezione dell'mRNA nei tessuti polmonari.

Prisys Biotech è specializzata nello sviluppomodelli di malattia utilizzando scimmie cynomolgus, fornendo risorse inestimabili per l'mRNAricerca sul parto polmonare e sviluppo terapeutico. Le loro offerte includono:

• Modelli di malattie dei primati non umani: Prisys Biotech ha creato robusti modelli patologici per la polmonite,fibrosi polmonare , asma e altre condizioni polmonari nelle scimmie cynomolgus. Questi modelli imitano da vicino le malattie polmonari umane, offrendo una piattaforma altamente traslazionale per i test preclinici delle terapie a base di mRNA.
• Tecniche di somministrazione di farmaci tramite aerosol: Utilizzando tecnologie avanzate di aerosolizzazione, Prisys Biotech consente la somministrazione efficiente di formulazioni di mRNA direttamente al polmone dei primati. Ciò imita le terapie inalatorie cliniche, garantendo che i metodi di somministrazione siano applicabili all’uso umano.
• Campionamento del fluido di lavaggio broncoalveolare (BALF).: Prisys Biotech possiede tecniche specializzate per la raccolta BALF nei primati non umani. L’analisi BALF fornisce informazioni critiche sull’ambiente polmonare, sulle risposte immunitarie e sull’efficacia terapeutica nel sito d’azione.
• Servizi di valutazione completi: La nostra piattaforma integrata consente la valutazione difarmacocinetica , biodistribuzione, efficacia e sicurezza delle terapie a base di mRNA. Sfruttando la propria esperienza nei modelli di malattie polmonari e nelle tecnologie di somministrazione, Prisys Biotech facilita la traduzione delle terapie mRNA dal banco al letto del paziente.

I contributi di Prisys Biotech fanno avanzare in modo significativo il campo della somministrazione polmonare di mRNA fornendo modelli e metodologie preclinici essenziali. I nostri servizi consentono ai ricercatori e alle aziende farmaceutiche di superare gli ostacoli traslazionali, ottimizzare i sistemi di somministrazione e accelerare lo sviluppo di trattamenti efficaci basati su mRNA per le malattie polmonari.

Lo sviluppo di sistemi di rilascio di mRNA per le malattie polmonari sta avanzando rapidamente, con applicazioni promettenti nel trattamento della fibrosi polmonare idiopatica, delle malattie polmonari congenite e nello sviluppo di vaccini. Rimangono tuttavia diverse sfide:

• Specificità del targeting: Il miglioramento della specificità di organi e tipi cellulari richiede una comprensione più approfondita delle interazioni delle nanoparticelle con i sistemi biologici.
• Risposte immunitarie: Superare l’attivazione immunitaria ed evitare una rapida eliminazione sono essenziali per una terapia efficace.
• Stabilità e produzione: Migliorare la stabilità delle formulazioni di mRNA e aumentare la produzione mantenendo la qualità sono fondamentali per la traduzione clinica.
• Integrazione del dispositivo: L'ottimizzazione dei dispositivi di inalazione e degli eccipienti per garantire una somministrazione coerente e una distribuzione dimensionale delle particelle è necessaria per l'efficacia terapeutica.

Gli studi sui primati non umani, come quelli forniti da Prisys Biotech, sono cruciali prima di passare agli studi clinici. La continua innovazione nella progettazione delle nanoparticelle, nelle tecnologie di somministrazione e negli sforzi di collaborazione tra istituti di ricerca e industria apriranno la strada alle terapie basate sull’mRNA nella medicina polmonare.