La utilización de ultrasonidos permite la entrega de genes a diferentes áreas del cerebro

Publicado originalmente por la Universidad de Rice el 27 de septiembre de 2023

Crédito: CC0 Public Domain

Investigadores de la Universidad de Rice probaron con roedores la seguridad y viabilidad de la entrega de genes a múltiples regiones del cerebro, utilizando una técnica no invasiva basada en ultrasonidos. Sus hallazgos sugieren que la entrega de genes se hace más eficiente cuando se abren múltiples puntos de entrada.

Shirin Nouraein, estudiante de doctorado que trabaja en el laboratorio del bioingeniero de Rice Jerzy Szablowski, es la autora principal del estudio publicado recientemente en la revista Gene Therapy.

El documento, "Terapia génica cerebral no invasiva, de grandes volúmenes, dirigida acústicamente", da continuidad al trabajo del laboratorio de Szablowski, utilizando energía focalizada de ultrasonidos para hacer permeable la barrera hematoencefálica de manera segura. La técnica se conoce como apertura de barrera hematoencefálica por ultrasonido focalizado (FUS-BBBO).

El procedimiento también permite el paso de proteínas y otras moléculas pequeñas en la otra dirección, es decir, desde el cerebro al torrente sanguíneo, donde se pueden muestrear fácilmente.

"Utilizamos ultrasonido enfocado para abrir poros de tamaño nanométrico en el endotelio del cerebro", dijo Nouraein, estudiante graduado en biología sintética, física y de sistemas. "Esta técnica permite la entrega no invasiva de vectores virales naturales en cualquier punto del cerebro, lo cual es importante en el tratamiento de trastornos genéticos".

Muchos trastornos afectan a grandes regiones del cerebro o a todo el cerebro, pero la administración de terapia génica a estas regiones es difícil, dijo Szablowski, profesor asistente de bioingeniería y director del Laboratorio de Neuroingeniería No Invasiva.

"Cuando se inyecta un vector para la entrega de genes en el cerebro con una aguja, a menudo solo se difunde unos pocos milímetros", dijo Szablowski. "Para tratar todo el cerebro, uno necesitaría realizar miles de inyecciones, lo que sería difícil y posiblemente dañino. Con FUS-BBBO, ser podría eludir esa administración quirúrgica ".

Nouraein y sus colaboradores de investigación probaron la eficiencia y seguridad de esta técnica, abriendo 105 poros simultáneamente con resultados positivos en la mayoría de las regiones del cerebro. Sorprendentemente, sus hallazgos sugieren que la eficiencia de la entrega de genes mejora dentro de cada sitio objetivo cuando se abren más sitios.

"Encontramos que la capacidad de entrega de los vectores en todo el cerebro duplica en eficiencia a la administración, para la misma dosis del virus, respecto a cuando solo se entrega en 11 sitios", dijo Szablowski, y agregó que Nouraein jugó un papel importante en hacer el descubrimiento.

"Shirin acaba de comenzar su segundo año en la escuela de posgrado y ya ha liderado un proyecto importante y complejo, mostrando una productividad y talento excepcionales", dijo Szablowski.

Más información: Shirin Nouraein et al, Acoustically targeted noninvasive gene therapy in large brain volumes, Gene Therapy (2023). DOI: 10.1038/s41434-023-00421-1

Información de la revista: Terapia génica

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