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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

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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