L’ús de nanopartícules polimèriques s’ha postulat com una alternativa prometedora que permet l’alliberació controlada de principis actius làbils, en el temps i en l’espai, fet que suposa avantatges terapèutics significatius respecte a la medicina actual. Aquest fet esdevé de gran interès per a patologies en què les condicions d’administració són complexes, com són les malalties cardiovasculars, on els elevats fluxos de sang dificulten l’alliberació de molècules terapèutiques en el teixit dels vasos.
El Dr. Carles Bofill Bonet va defensar la seva tesi doctoral a IQS, en la qual ha desenvolupat nous sistemes per l’alliberament local d’agents terapèutics en el tractament de l’aneurisma aòrtic abdominal, demostrant la seva efectivitat.
Tal és el cas dels aneurismes de l’aorta abdominal (AAA) que es produeixen per un debilitament i inflamació de la part inferior de l’aorta, a conseqüència de la sobreexpressió de metal·loproteïnases de tipus 2 (MMP2) a la matriu extracel·lular de la paret aòrtica. El tractament d’aquests aneurismes es fa actualment de forma farmacològica o per reparació endovascular quirúrgica, però totes dues opcions presenten diverses complicacions.
El Dr. Carles Bofill Bonet va dur a terme la seva tesi doctoral a IQS on ha buscat noves estratègies per al tractament dels AAA, mitjançant nous sistemes d’alliberament de molècules terapèutiques. Sota el títol Design of a local delivery system for the treatment of abdominal aortic aneurism, la tesi ha estat dirigida per la Dra. Cristina Fornaguera Puigvert i el Dr. Salvador Borrós Gómez, professors investigadors del Grup d’Enginyeria de Materials – GEMAT d’IQS School of Engineering, experts en el desenvolupament de nous sistemes d’alliberament de fàrmacs i teràpies basades en ARNm.
La recerca ha estat realitzada en col·laboració amb l’empresa Aortyx, dins del projecte per aconseguir un nou dispositiu mèdic endovascular mitjançant el seu sistema de tractament de malalties aòrtiques.
Dues teràpies pel tractament de l’aneurisma aòrtic abdominal.
L’objectiu principal d’aquesta tesi ha estat mitigar les metal·loproteïnases de tipus 2 – MMP2, que degraden la matriu extracel·lular de la paret de l’aorta i es troben sobreexpressades en els aneurismes d’aorta abdominal. Per aconseguir-lo, el Dr. Bofill va desenvolupar dues estratègies innovadores basades en l’ús de nanopartícules polimèriques: una per a la realització de teràpia farmacològica i un altre per a una teràpia basada en ARNm.
Pel que fa a la teràpia farmacològica, s’han formulat nanopartícules polimèriques encapsulant un nou candidat reposicionat per aquesta patologia, la Doxiciclina, des de la modificació química de l’àcid poli (làctic-co-glicòlic) amb pèptids capaços d’internalitzar dins les cèl·lules i mitjançant nous mètodes desenvolupats basats en emulsions dobles. Les nanopartícules confereixen una protecció del fàrmac davant la seva degradació espontània, reduint-ne la generació de productes de degradació sense activitat farmacològica. Els resultats obtinguts han permès aconseguir elevades eficiències d’encapsulació, biocompatibilitat i alta efectivitat davant les MMP2.
Com a prova de concepte, les nanopartícules obtingudes van ser assajades per adhesió en les microfibres de poli-caprolactona del AX-GEN-01, el dispositiu mèdic biodegradable dissenyat per Aortyx, i que potencien la regeneració del teixit de l’aorta. El sistema obtingut va permetre una alliberació local i sostinguda de les nanopartícules carregades amb Doxiciclina, capaç de reduir la concentració de les MMP2 i revertir la condició patològica.
Referent a la teràpia basada en ARNm, segona part de la tesi, el Dr. Bofill ha demostrat la modulació de les proteïnes alterades en l’aneurisma d’aorta abdominal administrant ARNm que codifica TIMP-3, un dels principals inhibidors de les MMP2. Així mateix, també s’ha realitzat teràpia combinada amb microRNA-21 per promoure la migració cel·lular en el dispositiu mèdic i afavorir la regeneració del teixit malmès de l’aorta reduint la proteïna PTEN. L’administració d’ambdós materials genètics, mitjançant l’ús de nanopartícules de poli-(beta-aminoester), modificat amb pèptids catiònics que potencien la transfecció, ha demostrat un augment dels nivells de TIMP-3 mitjançant l’ús d’ARNm i una reducció de PTEN mitjançant l’administració de microARN-21.
En la seva tesi, el Dr. Bofill ha demostrat l’efectivitat de les dues estratègies desenvolupades per tractar els aneurismes aòrtics abdominals, mitjançant l’ús de partícules polimèriques biodegradables que tenen capacitat de controlar l’alliberament de molècules terapèutiques i de modular les proteïnes alterades en l’aneurisma d’aorta abdominal, poden administrar-se de forma local gràcies al dispositiu mèdic AX-GEN-01 de l’empresa Aortyx.
Publicacions relacionades
Carles Bofill Bonet et al, Designing of an innovative poly(caprolactone) electrospun microfibers patch with integrated Doxycyclineloaded poly(lactic-co-glycolic acid) nanoparticles for abdominal aortic aneurysm local treatment. Annual meeting Controlled Release Society – CRS 2024, Bologna)
Aquesta tesi ha rebut ajut dins la convocatòria Retos- Colaboración 2020 / RTC2019-007260-, projecte Dispositiu mèdic aneurisma. Aquest programa que té com a objectiu donar suport a projectes de desenvolupament experimental de cooperació entre empreses i organismes de recerca, amb la finalitat de promoure el desenvolupament de noves tecnologies, l’aplicació empresarial de noves idees i tècniques i contribuir a la creació de nous productes i serveis.
COL·LABORADORS
