En la hipertensión arterial pulmonar (HAP), la presión arterial alta en las arterias de los pulmones hace que el corazón trabaje más duro para bombear la sangre a estos órganos y al resto del cuerpo.
En la hipertensión arterial pulmonar (HAP), la presión arterial alta en las arterias de los pulmones hace que el corazón trabaje más duro para bombear la sangre a los pulmones y al resto del cuerpo. La condición es rara pero mortal, y los tratamientos actuales son caros y tienen efectos secundarios y modos de entrega inconvenientes. Hasta el momento no hay cura.
Con el objetivo de desarrollar una terapia más efectiva, conveniente y asequible, la investigación dirigida por Henry Daniell de la Escuela de Medicina Dental de Penn produjo una droga proteínica en las hojas de lechuga para tratar la HAP.
Trabajó con otros científicos, entre ellos Steven M. Kawut de la Escuela de Medicina Perelman de Penn; Tim Lahm de la Escuela de Medicina de la Universidad de Indiana; Maria Arolfo y Hanna Ng del Instituto de Investigación de Stanford, en estudios de toxicología y farmacocinética; y Cindy McClintock y Diana Severynse-Stevens de RTI International, en estudios regulatorios, informó Eurekalert.
El medicamento proteínico, compuesto por la enzima convertidora de angiotensina-2 (ACE2) y su producto proteínico angiotensina (1-7), puede tomarse por vía oral y, en un modelo animal de HAP, reducir la presión y remodelación de la arteria pulmonar. Además, estudios rigurosos de toxicología y de respuesta a la dosis sugirieron la seguridad de la droga en animales. Será necesario seguir trabajando para desarrollar este novedoso enfoque de tratamiento para los pacientes con HAP. Los hallazgos del equipo aparecen en la edición de marzo de la revista Biomaterials.
"Hemos completado extensas investigaciones para expresar altamente estas proteínas en las plantas de lechuga y para asegurar que el producto sea seguro y efectivo. Estamos listos para avanzar con más trabajo para trasladar esto a la clínica" ,dice Daniell.
Daniell ha empleado su innovadora plataforma para cultivar proteínas biomédicamente importantes de muchos tipos en las hojas de las plantas. El sistema funciona bombardeando físicamente el tejido vegetal con los genes de interés, impulsando a los cloroplastos a absorber los genes y luego a expresar establemente esa proteína.
La propagación de esas plantas crea entonces una especie de granja farmacéutica de la que los investigadores pueden cosechar, secar y procesar las hojas, lo que resulta en un polvo que puede ser colocado en una cápsula o suspendido en un líquido para su uso como medicamento oral.
Una publicación en 2014 en la revista Hypertension, en la que se basó el presente estudio, le valió a Daniell un premio de la Asociación Americana del Corazón, y el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud a través de su programa Science Moving TowArds Research Translation and Therapy (SMARTT), cuyo objetivo es traducir eficientemente los prometedores descubrimientos de la ciencia básica en terapias que puedan marcar una diferencia en la vida de las personas.
Esa publicación anterior había demostrado que el ACE2 y la angiotensina (1-7) podían expresarse en las hojas de tabaco y, cuando se alimentaba a las ratas con una condición que modela la hipertensión arterial pulmonar, podía reducir significativamente la presión de la arteria pulmonar de los animales y a la vez mejorar la función cardíaca.
Sin embargo, para crear una droga que los humanos pudieran ingerir con seguridad, era necesario pasar del tabaco a una plataforma basada en la lechuga.
El nuevo trabajo aprovecha otros avances que el laboratorio de Daniell ha realizado durante los últimos años. Él y sus colegas han ideado con éxito métodos para mejorar la expresión de los genes humanos en las plantas y para eliminar el gen de la resistencia a los antibióticos que se utiliza para seleccionar las plantas productoras de angiotensina. También han trabajado con un socio para producir plantas genéticamente modificadas en una instalación de producción que se adhiere a las normas de la FDA.
En el trabajo actual, los investigadores demostraron que podían evaluar con precisión la dosis de las proteínas ACE2 y de angiotensina (1-7) en la lechuga, y que los productos podían ser secados y mantenidos estables en el anaquel por un período de hasta dos años.
El financiamiento del programa SMARTT permitió realizar estudios en animales para evaluar la toxicología, la farmacodinámica y la farmacocinética, que evalúan la seguridad de la droga, dónde va en el cuerpo y cuánto tiempo persiste en el cuerpo en diferentes dosis, en un trabajo realizado en la Universidad de Stanford.
Y para confirmar que la formulación de la lechuga del producto tuvo un impacto positivo en la HAP experimental, el equipo alimentó a las ratas con una solución que contenía la droga durante cuatro semanas. Sus presiones pulmonares bajaron un 30-50%, y la estructura de sus arterias también mejoró.
"Este es un enfoque innovador para atacar el sistema renina-angiotensina-aldosterona en la hipertensión arterial pulmonar", dice Kawut de Penn Medicine, "que puede ser prometedor en esta y otras enfermedades".
"Estamos muy entusiasmados con este trabajo que muestra la eficacia de la ECA2 bioencapsulada y la angiotensina (1-7) en nuestro modelo animal de hipertensión arterial pulmonar", dice Lahm de la Universidad de Indiana.
"Ahora necesitamos confirmar que la intervención también funciona en otros modelos animales y cuando se administra más tarde en la enfermedad. En última instancia, nuestro objetivo es trasladar esto a la clínica para realizar pruebas en pacientes, pero necesitamos asegurarnos de que aprendemos todo lo posible de los estudios en animales y de los estudios en sujetos humanos sanos para asegurarnos de que esta intervención es segura y eficaz en los pacientes",agregó.
En otros trabajos futuros, Daniell espera continuar evaluando los efectos del ACE2 y la angiotensina (1-7) en el tratamiento de diferentes tipos de enfermedades cardiovasculares, como la insuficiencia cardíaca. "Hay algunas aplicaciones potencialmente amplias de este fármaco que esperamos investigar", dice Daniell.
