Un equipo científico del Centro de Regulación Genómica (CRG) y del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC) han recibido uno de los premios BIST Ignite para explorar nuevas formas de tratar trastornos cerebrales utilizando tecnología de ARN. El proyecto se anunció ayer en un evento del Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), el BIST Forum, celebrado en el auditorio de la Fundación Catalunya La Pedrera en Barcelona.
Los trastornos cerebrales como la enfermedad de Alzheimer a menudo implican problemas con los vasos sanguíneos del cerebro. El sistema vascular del cerebro está revestido por células especializadas conocidas como células endoteliales cerebrales (BEC). Estas células normalmente ayudan a proteger el cerebro de toxinas y otros factores externos, pero también representan un obstáculo importante para el desarrollo de nuevos fármacos para enfermedades cerebrales porque impiden el paso de moléculas terapéuticas.
Una clase de terapia emergente prometedora para abordar los trastornos cerebrales como la enfermedad de Alzheimer o los tumores cerebrales implican el uso de moléculas de ARN mensajero, que también sirvieron de base tecnológica para algunas de las vacunas contra la COVID-19. Las moléculas de ARNm trabajan ordenando a las células que produzcan proteínas específicas que pueden ayudar a tratar enfermedades.
Sin embargo, carecemos de estrategias para atacar específicamente a BEC en el cerebro sin afectar a células similares en otros órganos. Las moléculas de ARNm son propensas a ser "neutralizadas" por el sistema vascular de órganos como el hígado y el bazo, lo que reduce la eficacia del tratamiento y aumenta el riesgo de efectos secundarios no deseados.
El Dr. Daniel González-Carter (IBEC) y la Dra. Fátima Gebauer (CRG) pretenden superar este desafío mediante el uso de microARN. Se trata de pequeñas moléculas de ARN que se unen a moléculas de ARNm, que controlan con eficacia cómo las células producen proteínas. Los microARN funcionan de manera diferente en células que se dividen rápidamente (como las células endoteliales del hígado y el bazo) que en células que no se dividen (como las BEC del cerebro). El proyecto intentará explotar esta diferencia para garantizar que las terapias de ARNm de diseño funcionen principalmente en el cerebro y no en otras partes del cuerpo.
“Nuestro objetivo es comprender cómo los microARN funcionan de manera diferente en las células endoteliales del cerebro en comparación con las células endoteliales del hígado y el bazo. Podemos utilizar este conocimiento para diseñar moléculas de ARNm que interactúen con microARN, aumentando su expresión en las células cerebrales y al mismo tiempo disminuyéndola en células de otras partes del cuerpo. Esto podría ser un avance significativo en el tratamiento de trastornos cerebrales donde se necesita la administración dirigida de fármacos”, explica la Dra. Fátima Gebauer, co-coordinadora del programa de investigación de Biología del Genoma del Centro de Regulación Genómica.
En primera instancia, el equipo probará cómo los microARN y los ARNm trabajan juntos para incidir en la producción de proteínas en las células del cerebro en comparación con las células del hígado y del bazo. A continuación, analizarán los microARN presentes en las células endoteliales para encontrar los mejores candidatos para la orientación terapéutica. Finalmente, diseñarán moléculas de ARNm especiales que tengan sitios de unión para los microARN candidatos, ajustando las moléculas para permitir la producción de proteínas según sea necesario.
“En esencia, nuestro objetivo es explotar la especialización de las células endoteliales del cerebro, que normalmente impide la administración eficaz de una terapia, para lograr la expresión de proteínas terapéuticas específicamente en el cerebro. Por tanto, estamos convirtiendo el obstáculo en una ventaja. Lograr este objetivo nos permitirá adaptar una modalidad terapéutica emergente (es decir, terapias de ARNm) para abordar con éxito los trastornos cerebrales, que se prevé que serán más prevalentes en las próximas décadas con el envejecimiento de la población”, afirma el Dr. Daniel González-Carter, investigador del Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC).
El proyecto es una de las cinco ayudas semilla otorgadas por el BIST en el programa Ignite de este año. La iniciativa, en su sexta edición este año, fomenta nuevas colaboraciones multidisciplinares para abordar importantes retos científicos y sociales.
Imagen: Dra. Fatima Gebauer at the Centre for Genomic Regulation
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