Entrega de Ácidos Nucleicos: ¿Las Piezas Faltantes del Rompecabezas?

La entrega de genes o agentes de interferencia de ARN (ARNi) puede aumentar o disminuir la expresión de prácticamente cualquier proteína en una célula, y este proceso abre el camino a curas para la mayoría de las enfermedades que afligen a los humanos. Sin embargo, el alto peso molecular, la naturaleza aniónica y la inestabilidad de los ácidos nucleicos en presencia de enzimas representan grandes obstáculos para su entrega y frustran su uso como terapias humanas. Este Informe describe las ideas actuales sobre los mecanismos en la entrega de ácidos nucleicos no virales y cómo los portadores lipídicos y poliméricos pueden superar algunas de las barreras críticas a la entrega. En los últimos 20 años, los investigadores han desarrollado una multitud de vectores poliméricos y lipídicos, pero solo una pequeña fracción de ellos ha progresado a ensayos clínicos. Ninguno de estos vectores ha recibido aprobación de la FDA, lo que indica que los vectores actuales aún no tienen propiedades adecuadas para una entrega efectiva de ácidos nucleicos in vivo. La entrega de ácidos nucleicos es un proceso en múltiples pasos y las ineficiencias en cualquier etapa resultan en una disminución drástica en la entrega de genes o en el silenciamiento génico. Sin embargo, la mayoría de los estudios que investigan vectores sintéticos se centran únicamente en la optimización de la escape endosomal. Un pequeño número de estudios aborda cómo mejorar la captación a través de la entrega dirigida, y una fracción aún menor examina el destino intracelular de los sistemas de entrega y la carga de ácidos nucleicos. La internalización de genes en el núcleo celular sigue siendo un proceso ineficiente y misterioso. En el caso de la entrega de ADN, se necesitan estrategias para aumentar y acelerar la migración del ADN a través del citoplasma y transportarlo a través de la membrana nuclear. La entrega de siARN implica menos barreras. El siARN se libera más fácilmente del portador y es más resistente a la degradación enzimática, y su objetivo se encuentra en el citoplasma; por lo tanto, los sistemas de entrega de siARN se están convirtiendo en una realidad clínica. Con respecto a la terapia con siARN, la ubicación citoplasmática exacta de la formación y actividad del complejo de silenciamiento inducido por ARN (RISC) es desconocida, lo que dificulta el objetivo específico del RISC para una entrega más eficiente. Además, nos gustaría identificar los factores que favorecen la unión del siARN a Ago-2. Si pudiéramos entender cómo se puede modular la vida media del siARN y el complejo Ago-2/siARN en el citoplasma sin interferir en las funciones del RISC que son esenciales para la actividad celular normal, podríamos aumentar la eficiencia de entrega del siARN. En este Informe, revisamos los vectores sintéticos actuales y proponemos estrategias alternativas en algunos casos. También sugerimos cómo ciertos mecanismos celulares podrían ser explotados para mejorar la transfección y el silenciamiento génico. Finalmente, discutimos si algunos portadores que entregan el siARN a las células también podrían volver a empaquetar el siARN en exosomas. Los exosomas transportarían luego el siARN a una población subsiguiente de células que manifiestan el efecto del siARN. Este mecanismo de carga puede ser responsable de los efectos de siARN en tejidos profundos reportados utilizando ciertos portadores.