Desenvolvimento de sistemas de base lipídica para a entrega de material genético em hepatocarcinoma

Abstract

O carcinoma hepatocelular (HCC) é considerado o sexto tipo de cancro com maior prevalência a nível mundial, correspondendo à terceira causa de morte relacionada com doenças cancerígenas. Actualmente, as opções de tratamento para este carcinoma são limitadas, apresentando reduzidas taxas de sucesso. Neste âmbito, os avanços em terapia génica têm-se mostrado promissores na procura e desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para esta patologia. No entanto, o sucesso desta terapia depende da entrega eficiente e específica do material genético às células alvo. Neste contexto, o principal objectivo deste estudo consistiu no desenvolvimento de uma nova formulação de lipossomas catiónicos, contendo o lípido lactosil-PE para fazer o direccionamento para o receptor da asialoglicoproteina (ASGP-R), uma proteína membranar especificamente expressa em hepatócitos e sobreexpressa em hepatócitos cancerígenos, de modo a promover uma entrega eficiente e especifica de material genético às células do HCC. Os resultados obtidos nos ensaios de transfecção com a linha celular HepG2 mostram que a presença de 15% do lípido lactosil-PE na formulação de lipossomas catiónicos induz uma potenciação substancial da actividade biológica dos complexos EPOPC:Chol:lactosil-PE/ADN (+/-) 2/1, não apenas em termos dos níveis de expressão de transgene mas também em termos da percentagem de células transfectadas. Na presença de galactose, a qual compete com o lactosil-PE pela ligação ao ASGP-R, verificou-se uma diminuição da actividade biológica destes complexos, mostrando que a potenciação da transfecção induzida pela presença do lactosil-PE pode dever-se à sua interação específica com o ASGP-R. Adicionalmente, constatou-se que a presença de lactosil-PE nos lipoplexos promoveu um aumento na sua ligação e internalização celular. Relativamente às características físico-químicas dos lipoplexos, verificou-se que a presença de lactosil-PE resultou num aumento significativo da protecção do ADN e numa diminuição substancial do diâmetro médio e do potencial zeta dos lipoplexos, conferindo-lhe melhores características físico-químicas. Deste modo, os resultados obtidos neste estudo sugerem que a potenciação da actividade biológica induzida pela presença de lactosil-PE pode dever-se à sua ligação específica ao ASGP-R, sobreexpresso em HCC, mostrando que lipoplexos constituídos por EPOPC:Chol:lactosil-PE(15%)/ADN, na razão de carga (+/-) 2/1, podem constituir um novo sistema de transporte e entrega de material genético para a aplicação de novas estratégias terapêuticas em HCC.

Hepatocellular carcinoma (HCC) is one of the primary hepatic neoplasms of liver cancer and is considered the sixth type of cancer with the highest prevalence worldwide, corresponding to the third cause of death related to cancer diseases. The current treatment options have many limitations and reduced success rates. In this regard, advances in gene therapy have shown promising results in the search and development of novel therapeutic strategies for this pathology. However, the success of this therapy depends on the efficient and specific delivery of genetic material into target cells. In this context, the main goal of this study was to develop a new formulation of cationic liposomes, containing the lipid Lactosyl-PE targeted to the asialoglycoprotein receptor (ASGP-R), a membrane protein specifically expressed in hepatocytes and overexpressed in HCC cells, for efficient and specific delivery of genetic material into HCC cells. Transfection studies with HepG2 cells, showed that the presence of 15% of Lactosyl-PE in the formulation of cationic liposomes induces a strong potentiation of the biological activity of these complexes, not only in terms of transgene expression levels but also in terms of percentage of transfected cells. In the presence of galactose, which competes with the Lactosyl-PE for the binding to the ASGP receptor, it was observed a reduction in the biological activity levels, showing that the potentiation of transfection induced by the presence of lactosil-PE could be due to its specific interaction with ASGP-Rs. In addition, it was found that the presence of Lactosyl-PE into lipoplexes promotes an increase in their cell binding and uptake. Regarding the physicochemical properties of lipoplexes, the presence of Lactosyl-PE resulted in a significant increased in the DNA protection and a substantial decrease in the mean diameter and zeta potential of lipoplexes, conferring them better physicochemical properties. Overall, the results obtained in this study suggest that the potentiation of the biological activity induced by the presence of lactosil-PE could be due to its specific binding to the ASGP-R, overexpressed in HCC, showing that lipoplexes composed by EPOPC:Chol:lactosil-PE (15%)/DNA, in the charge ratio (+/-) 2/1, could constitute a new gene delivery system for application of new therapeutic strategies in HCC.