Com es poden bloquejar els anhels de cocaïna amb empelts de pell amb enginyeria genètica

L'addicció a qualsevol droga, ja sigui alcohol, tabac, opioides o drogues il·lícites, com la cocaïna, és una malaltia crònica que provoca que els individus tinguin un comportament compulsiu de cerca de drogues, encara que siguin conscients de les perjudicials, sovint conseqüències mortals.

L’ús a llarg termini canvia l’estructura de les regions del cervell vinculades al judici, a l’estrès, a la presa de decisions i al comportament, cosa que fa que sigui cada vegada més difícil ignorar els desitjos de les drogues.

Sóc investigador postdoctoral al laboratori de Ming Xu de la Universitat de Chicago, on estudiem l'addicció, amb l'objectiu de trobar una cura efectiva. En un document a Nature Biomedical Engineering, es descriu un nou enfocament, que hem desenvolupat i provat, que bloqueja la cerca de cocaïna en ratolins i, de fet, els protegeix de dosis altes que, altrament, serien mortals.

Com pot la teràpia genètica aturar l'addicció?

Hi ha un enzim natural anomenat butirilcolinesterasa present en el fetge i en la sang humana, que abrevem com BChE. Un dels treballs d’aquest enzim és trencar, o metabolitzar, la cocaïna cap a components inactius i inofensius. De fet, hi ha fins i tot un BChE (hBChE) mutant humà, que ha estat dissenyat genèticament per accelerar enormement el metabolisme de la cocaïna. Es preveu que aquest enzim super mutant sigui una teràpia per al tractament de l’addicció a la cocaïna. No obstant això, el repartiment de l’enzim actiu en addictes per injecció i mantenint aquest funcionament enzimàtic en animals vius és un repte.

Així que en lloc de donar l’enzim als animals, vam decidir dissenyar cèl·lules mare de la pell que portaven el gen de l’enzim BChE. D'aquesta manera, les cèl·lules de la pell serien capaces de fabricar el propi enzim i proporcionar-li l'animal.

En el nostre estudi, primer hem utilitzat la tècnica d'edició de gens CRISPR per editar les cèl·lules mare de la pell del ratolí i incorporar el gen hBChE. Aquestes cèl·lules cutànies dissenyades van produir nivells consistents i elevats de la proteïna hBChE, que després van secretar. Després vam créixer aquestes cèl·lules mare en enginyeria al laboratori i vam crear una capa plana de teixit semblant a la pell, que va trigar uns dies a créixer.

Un cop finalitzada la pell cultivada al laboratori, la vam trasplantar a animals de la llar on les cèl·lules van alliberar quantitats significatives d’HBChE a la sang durant més de 10 setmanes.

Amb l’empelt de la pell modificat genèticament alliberant hBChE al torrent sanguini dels ratolins amfitrió, es va hipòtesi que si el ratolí consumia cocaïna, l’enzim tallaria ràpidament el fàrmac abans que pogués desencadenar la resposta addictiva al plaer del cervell.

Vegeu també: L'addicció a la cocaïna pot ser conquistada per un altament completament natural

"Immunització" contra la cocaïna

La cocaïna actua elevant els nivells de dopamina al cervell, cosa que provoca sensacions de recompensa i eufòria, que provoquen un desig de més medicaments.

Els animals que van rebre l'empelt de la pell enginyeria van ser capaços de netejar les quantitats de cocaïna injectades més ràpidament que els animals de control. Els seus cervells també tenien nivells més baixos de dopamina.

A més, els empelts de pell de cèl·lules que produeixen hBChE poden disminuir efectivament la taxa de sobredosi letal del 50% al zero quan els animals van ser injectats amb una dosi alta, potencialment letal, de cocaïna. Quan els animals van rebre una dosi letal, tots els animals de control van morir mentre que cap dels animals que rebien la pell modificada va morir. Era com si l’enzim produït per l’empelt de la pell hagués immunitzat els ratolins contra una sobredosi de cocaïna.

Seguidament, hem avaluat si les cèl·lules que produeixen hBChE poden protegir-se contra el desenvolupament de la recerca de cocaïna. Hem utilitzat ratolins que van ser entrenats per revelar la seva preferència per la cocaïna passant més temps en un entorn ric en cocaïna. Sota els mateixos procediments de dosificació i entrenament, els animals normals van obtenir preferència a la cocaïna, mentre que els animals amfitrions amb empelt de la pell no van mostrar aquesta preferència, indicant que l'empelt de la pell de les cèl·lules hBChE bloqueja de manera eficient l'efecte de recompensa induïda per la cocaïna. De manera similar, la hBChE derivada de la pell interromp eficaçment i de manera específica la recurrència de la recerca de cocaïna després de 25 dies de retirada.

Per provar si aquest enfocament de teràpia gènica funcionarà en humans, hem crescut el teixit similar a la pell humana de cèl·lules mare primàries de la pell que havien estat modificades genèticament per CRISPR per permetre la producció d’HBChE.

Ens van animar a veure que les cèl·lules epidèrmiques humanes dissenyades produïen grans quantitats d’HBChE a les cèl·lules cultivades al laboratori i als ratolins. Això suggereix que el concepte de teràpia gènica de la pell pot ser eficaç per tractar l’abús de cocaïna i la sobredosi en humans en el futur.

L’adaptació d’aquest enfocament als éssers humans podria ser una manera prometedora de bloquejar l’addicció. Però, primer, hem de tenir prou evidència que funciona bé amb pocs efectes secundaris. De la mateixa manera, l'enginyeria de les cèl·lules de la pell amb els enzims que degraden l'alcohol i la nicotina també poden ser una estratègia eficaç per frenar també l'addicció i l'abús d'aquestes dues drogues.

Aquest article va ser publicat originalment a The Conversation by Qingyao Kong. Llegiu l'article original aquí.