I nanoparticoli di mRNA della telomerasi riducono drasticamente l'infiammazione cerebrale dopo un trauma cranico

La lesione cerebrale traumatica (TBI) colpisce circa 69 milioni di persone in tutto il mondo ogni anno e rimane priva di un singolo trattamento approvato in grado di modificare il decorso della malattia. Oltre al danno meccanico immediato, la TBI innesca cascate secondarie—stress ossidativo, neuroinfiammazione, disfunzione mitocondriale e invecchiamento cellulare accelerato—che guidano la neurodegenerazione progressiva e aumentano il rischio a lungo termine di malattia di Alzheimer, malattia di Parkinson ed encefalopatia traumatica cronica. Tra questi segnali di invecchiamento, l'accorciamento dei telomeri è emerso sia come biomarcatore sia come contribuente patologico attivo dopo la TBI, eppure nessuna terapia ha finora preso di mira questo meccanismo.

Per colmare questa lacuna, il gruppo di ricerca ha sintetizzato mRNA di TERT murino (mTERT) modificato con pseudouridina e lo ha incapsulato in nanoparticelle lipidiche ionizzabili (LNP) mediante una piattaforma NanoAssemblr, ottenendo un'elevata efficienza di incapsulamento e proprietà fisicochimiche favorevoli. La formulazione è stata dapprima validata per la sicurezza in cellule neuronali Neuro-2a nel corso di un saggio di vitalità di 24–48 ore, che non ha mostrato citotossicità alle concentrazioni terapeutiche. Topi C57BL/6J maschi e femmine di sei mesi sono stati successivamente sottoposti a chirurgia di impatto corticale controllato (CCI) per indurre una TBI moderata, seguita 30 minuti dopo da un'iniezione endovenosa di mTERT-LNP o dei controlli corrispondenti.

Lo studio ha innanzitutto stabilito il decorso temporale naturale dell'alterazione di TERT dopo la TBI: l'mRNA e la proteina TERT corticale risultavano significativamente ridotti a 3 giorni post-lesione (dpi), con i telomeri misurabili come accorciati, seguiti da un parziale recupero spontaneo entro 14 dpi. Il trattamento con mTERT-LNP a 3 dpi ha invertito questo andamento—aumentando l'mRNA e la proteina TERT corticale e ripristinando parzialmente la lunghezza dei telomeri (rapporto T/S) rispetto ai topi TBI trattati con veicolo. Le immagini di biodistribuzione con LNP marcate con Cy5.5 hanno confermato la localizzazione nel cervello leso, insieme all'attesa distribuzione negli organi periferici (fegato, milza, polmoni).

Sul fronte della neuroinfiammazione, la somministrazione di mTERT-LNP ha ridotto significativamente l'attivazione microgliale Iba1+ nella corteccia lesa. Gli mRNA delle citochine pro-infiammatorie—TNF-α, IL-1β, IL-6 e IL-18—sono risultati soppressi, mentre i marcatori anti-infiammatori TGF-β e IL-10 hanno mostrato modesti aumenti. La FISH con RNAscope ha confermato riduzioni nell'espressione dei trascritti di TNF-α e IL-1β a livello cellulare. A livello sistemico, la proteina C-reattiva sierica (misurata mediante western blot) e la malondialdeide (un marcatore di perossidazione lipidica) erano entrambe significativamente più basse negli animali trattati, indicando una riduzione dell'infiammazione periferica e dello stress ossidativo senza tossicità organica rilevabile.

Diversi esiti hanno mostrato andamenti dipendenti dal sesso, con maschi e femmine che differivano nell'entità delle risposte citochinetiche e nel ripristino dei telomeri, sottolineando l'importanza di includere entrambi i sessi negli studi futuri. I limiti principali includono il breve endpoint primario a 3 giorni (insufficiente per valutare il recupero funzionale o la neurodegenerazione a lungo termine), l'assenza di misure di outcome comportamentale in questo primo rapporto e l'utilizzo di un singolo modello CCI che potrebbe non catturare l'intero spettro della patologia da TBI nell'essere umano. L'ottimizzazione della dose e i regimi di somministrazione ripetuta rimangono inoltre da esplorare prima della traduzione clinica.