Uma equipe de pesquisadores do MIT liderará um esforço de US$ 65,67 milhões, concedido pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada para Saúde dos EUA ( ARPA-H ), para desenvolver dispositivos ingeríveis que possam um dia ser usados para tratar diabetes, obesidade e outras condições por via oral. de mRNA. Esses dispositivos também poderiam ser potencialmente implantados para administração sem agulha de vacinas de mRNA.

O projeto de cinco anos também visa desenvolver eletrocêuticos, uma nova forma de terapia ingerível baseada na estimulação elétrica dos próprios hormônios do corpo e na sinalização neural. Se for bem-sucedida, esta abordagem poderá levar a novos tratamentos para uma variedade de distúrbios metabólicos.

“Sabemos que a via oral é geralmente a via de administração preferida tanto para pacientes como para prestadores de cuidados de saúde”, diz Giovanni Traverso, professor associado de engenharia mecânica no MIT e gastroenterologista do Brigham and Women's Hospital. “Nosso foco principal está nos distúrbios do metabolismo porque eles afetam muitas pessoas, mas as plataformas que estamos desenvolvendo poderiam ser aplicadas de forma muito ampla.”

Traverso é o investigador principal do projeto, que também inclui Robert Langer, professor do Instituto MIT, e Anantha Chandrakasan, reitora da Escola de Engenharia do MIT e professor Vannevar Bush de Engenharia Elétrica e Ciência da Computação. Como parte do projeto, a equipe do MIT colaborará com investigadores do Brigham and Women's Hospital, da Universidade de Nova York e da Escola de Medicina da Universidade do Colorado.

Nos últimos anos, os laboratórios de Traverso e Langer desenvolveram muitos tipos de dispositivos ingeríveis que podem fornecer medicamentos ao trato gastrointestinal. Esta abordagem pode ser especialmente útil para medicamentos proteicos e ácidos nucleicos, que normalmente não podem ser administrados por via oral porque se decompõem no ambiente ácido do trato digestivo.

O RNA mensageiro já se mostrou útil como vacina, direcionando as células para produzir fragmentos de proteínas virais que desencadeiam uma resposta imunológica. A entrega de mRNA às células também tem potencial para estimular a produção de moléculas terapêuticas para tratar uma variedade de doenças. Neste projeto, os pesquisadores pretendem focar em doenças metabólicas como o diabetes.

“O que o mRNA pode fazer é permitir o potencial de dosagem de terapias que são muito difíceis de dosar hoje, ou fornecer cobertura de longo prazo, criando essencialmente uma fábrica interna que produz uma terapia por um período prolongado”, diz Traverso.

Na parte de mRNA do projeto, a equipe de pesquisa pretende identificar formulações de nanopartículas lipídicas e poliméricas que possam fornecer mRNA de maneira mais eficaz às células, usando aprendizado de máquina para ajudar a identificar os melhores candidatos. Eles também desenvolverão e testarão dispositivos ingeríveis para transportar a carga útil de nanopartículas de mRNA, com o objetivo de realizar um ensaio clínico no último ano do projeto de cinco anos.

O trabalho se baseará em pesquisas já iniciadas pelo laboratório de Traverso. Em 2022, Traverso e seus colegas relataram que poderiam entregar mRNA em cápsulas que injetam complexos de mRNA-nanopartículas no revestimento do estômago.

O outro ramo do projeto se concentrará em dispositivos ingeríveis que possam fornecer uma pequena corrente elétrica ao revestimento do estômago. Num estudo publicado no ano passado, o laboratório de Traverso demonstrou esta abordagem pela primeira vez, utilizando uma cápsula revestida com elétrodos que aplicam uma corrente eléctrica às células do estômago. Em estudos com animais, descobriram que esta estimulação aumentou a produção de grelina, uma hormona que estimula o apetite.

Traverso prevê que esse tipo de tratamento poderia potencialmente substituir ou complementar alguns dos medicamentos existentes usados para prevenir náuseas e estimular o apetite em pessoas com anorexia ou caquexia (perda de massa corporal que pode ocorrer em pacientes com câncer ou outras doenças crônicas). Os pesquisadores também esperam desenvolver formas de estimular a produção de GLP-1, um hormônio usado para ajudar a controlar o diabetes e promover a perda de peso.

“O que esta abordagem começa a fazer é maximizar potencialmente a nossa capacidade de tratar doenças sem administrar um novo medicamento, mas simplesmente modulando os próprios sistemas do corpo através da estimulação elétrica”, diz Traverso.

No MIT, Langer ajudará a desenvolver nanopartículas para entrega de mRNA, e Chandrakasan trabalhará em maneiras de reduzir o consumo de energia e miniaturizar as funções eletrônicas das cápsulas, incluindo comunicação segura, estimulação e geração de energia.

A parte do projeto do Brigham and Women's Hospital será coliderada por Traverso, Ameya Kirtane, Jason Li e Peter Chai, que ampliarão os esforços na formulação e estabilização das nanopartículas de mRNA, engenharia dos dispositivos ingeríveis e execução de testes clínicos. Na NYU, o esforço será liderado pelo professor assistente de bioengenharia Khalil Ramadi SM '16, PhD '19, com foco na caracterização biológica dos efeitos da estimulação elétrica. Pesquisadores da Universidade do Colorado, liderados por Matthew Wynia e Eric G. Campbell do Centro de Bioética e Humanidades da CU, se concentrarão em explorar as dimensões éticas e as percepções públicas desses tipos de intervenções biomédicas.

“Sentimos que tínhamos aqui a oportunidade não apenas de fazer ciência de engenharia fundamental e ensaios clínicos em estágio inicial, mas também de começar a compreender os dados por trás de algumas das implicações éticas e percepções públicas dessas tecnologias através desta ampla colaboração”, disse Traverso. diz.

O projeto aqui descrito é apoiado pela ARPA-H sob o número de concessão D24AC00040-00. O conteúdo deste anúncio não representa necessariamente as opiniões oficiais da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada para Saúde.