Avanços nos sistemas de administração pulmonar de mRNA e nos serviços inovadores da Prisys biotech

As doenças pulmonares representam desafios significativos à saúde pública global, ameaçando a saúde humana e impondo encargos económicos substanciais. As formulações inaláveis ​​baseadas em RNA mensageiro (mRNA) oferecem uma nova abordagem para o tratamento de doenças pulmonares, superando os desafios das terapias convencionais, como a baixa biodisponibilidade pulmonar e os efeitos colaterais adversos. No entanto, a fisiologia complexa dos pulmões e a dificuldade de entrada de mRNA nas células exigem o desenvolvimento de sistemas de nano-entrega apropriados para aumentar a eficiência da entrega. Este artigo discute as barreiras à entrega pulmonar, analisa os mais recentes avanços em pesquisas em sistemas de entrega pulmonar de mRNA - incluindo nanopartículas lipídicas, nanopartículas poliméricas, peptídeos e exossomos - e apresenta os serviços especializados da Prisys Biotech neste campo. As limitações dos atuais métodos de entrega pulmonar de mRNA e as perspectivas futuras também são exploradas.

A administração de medicamentos inalados oferece diversas vantagens em relação às vias oral e injetável:

• Entrega direta e início rápido: A curta distância de entrega e a evitação do metabolismo de primeira passagem levam a uma ação rápida e a altas concentrações locais do medicamento, aumentando a eficácia terapêutica e minimizando os efeitos colaterais sistêmicos.
• Absorção aprimorada: A grande área superficial dos alvéolos melhora significativamente a absorção do medicamento, reduzindo a dosagem necessária e diminuindo os custos do tratamento.
• Administração Não Invasiva: A inalação é um método não invasivo e fácil de usar que permite a autoadministração pelos pacientes.
• Imunidade Mucosa: Em aplicações de vacinas, a inalação pode induzir respostas imunes nas mucosas, produzindo imunoglobulina A secretora (sIgA) e aumentando a eficácia da vacina.

As formulações inaláveis ​​baseadas em mRNA podem expressar proteínas funcionais dentro das células pulmonares, oferecendo tratamentos potenciais para várias doenças pulmonares, incluindo infecções, tumores e condições genéticas.

• Requisitos Aerodinâmicos: O tamanho de partícula ideal para deposição pulmonar varia entre 1–5 μm para garantir penetração pulmonar profunda.
• Depuração Mucociliar: A camada de muco retém partículas inaladas, que são eliminadas por meio do movimento ciliar. Estratégias como a PEGuilação melhoram a penetração das partículas através do muco.
• Surfactante Pulmonar e Macrófagos: O surfactante pulmonar mantém a estabilidade alveolar, mas pode dificultar a entrega de mRNA. Os macrófagos alveolares podem eliminar partículas por meio da fagocitose. Modificações superficiais de nanopartículas podem melhorar a estabilidade e a eficácia de entrega.
• Barreiras Celulares: A entrega intracelular eficiente de mRNA depende da endocitose e do escape bem-sucedido dos endossomos antes que ocorra a degradação.

• Nanopartículas Lipídicas (LNPs): LNPs são a plataforma mais avançada para entrega de mRNA. Modificações na composição lipídica demonstraram melhorar a eficiência do direcionamento e da entrega, especialmente para aplicações específicas do pulmão. Técnicas como LNPs SORT (Selective Organ Targeting) foram desenvolvidas para melhorar o direcionamento pulmonar e, ao mesmo tempo, reduzir os efeitos fora do alvo em órgãos como o fígado.
• Nanopartículas de Polímero: Nanopartículas à base de polímeros oferecem alta eficiência de entrega, mas enfrentam desafios relacionados à citotoxicidade devido à sua natureza catiônica. Estratégias como PEGuilação e alterações na topologia do polímero (por exemplo, estruturas hiperramificadas) são exploradas para aumentar a segurança e a estabilidade durante o parto pulmonar.
• Exossomos: Essas nanopartículas de ocorrência natural proporcionam baixa imunogenicidade e capacidade de contornar as barreiras mucosas. Os desafios permanecem na eficiência do carregamento e na produção em grande escala. As abordagens de engenharia visam melhorar esses aspectos para melhor aplicabilidade clínica.
• Peptídeos: Os sistemas de entrega baseados em peptídeos oferecem biocompatibilidade e facilidade de síntese. Peptídeos de cadeia curta, proteínas ribossômicas e peptídeos sintéticos estão sendo investigados para aumentar a eficiência da transfecção de mRNA em tecidos pulmonares.

A Prisys Biotech é especializada no desenvolvimentomodelos de doenças usando macacos cynomolgus, fornecendo recursos inestimáveis ​​para mRNApesquisa de entrega pulmonar e desenvolvimento terapêutico. Suas ofertas incluem:

• Modelos de doenças de primatas não humanos: A Prisys Biotech estabeleceu modelos robustos de doenças para pneumonia,fibrose pulmonar , asma e outras doenças pulmonares em macacos cynomolgus. Estes modelos imitam de perto as doenças pulmonares humanas, oferecendo uma plataforma altamente translacional para testes pré-clínicos de terapias de mRNA.
• Técnicas de administração de medicamentos em aerossol: Utilizando tecnologias avançadas de aerossolização, a Prisys Biotech permite a entrega eficiente de formulações de mRNA diretamente ao pulmão de primatas. Isto imita terapias clínicas de inalação, garantindo que os métodos de administração sejam aplicáveis ​​ao uso humano.
• Amostragem de fluido de lavagem broncoalveolar (BALF): A Prisys Biotech possui técnicas especializadas para coleta de BALF em primatas não humanos. A análise BALF fornece informações críticas sobre o ambiente pulmonar, respostas imunológicas e eficácia terapêutica no local de ação.
• Serviços de avaliação abrangentes: Nossa plataforma integrada permite a avaliação defarmacocinética , biodistribuição, eficácia e segurança da terapêutica de mRNA. Ao aproveitar a sua experiência em modelos de doenças pulmonares e tecnologias de distribuição, a Prisys Biotech facilita a tradução de terapias de mRNA da bancada para a beira do leito.

As contribuições da Prisys Biotech avançam significativamente o campo da entrega pulmonar de mRNA, fornecendo modelos e metodologias pré-clínicas essenciais. Nossos serviços permitem que pesquisadores e empresas farmacêuticas superem obstáculos de tradução, otimizem sistemas de distribuição e acelerem o desenvolvimento de tratamentos eficazes baseados em mRNA para doenças pulmonares.

O desenvolvimento de sistemas de entrega de mRNA para doenças pulmonares está avançando rapidamente, com aplicações promissoras no tratamento da fibrose pulmonar idiopática, doenças pulmonares congênitas e no desenvolvimento de vacinas. No entanto, vários desafios permanecem:

• Especificidade de segmentação: Aumentar a especificidade de órgãos e tipos de células requer uma compreensão mais profunda das interações de nanopartículas com sistemas biológicos.
• Respostas imunológicas: Superar a ativação imunológica e evitar a eliminação rápida são essenciais para uma terapia eficaz.
• Estabilidade e Fabricação: Melhorar a estabilidade das formulações de mRNA e aumentar a produção, mantendo a qualidade, são essenciais para a tradução clínica.
• Integração de dispositivos: A otimização dos dispositivos de inalação e dos excipientes para garantir a distribuição consistente e a distribuição do tamanho das partículas é necessária para a eficácia terapêutica.

Estudos em primatas não humanos, como os fornecidos pela Prisys Biotech, são cruciais antes de avançar para os ensaios clínicos. A inovação contínua no design de nanopartículas, tecnologias de distribuição e esforços colaborativos entre instituições de pesquisa e a indústria abrirão caminho para terapêuticas baseadas em mRNA na medicina pulmonar.