Come un ingrediente del latte potrebbe risolvere una delle maggiori sfide nel trattamento del cancro & co

Minovacca, fondata di recente da Janos Zempleni e Jiantao Guo, commercializzerà l'uso degli esosomi universali del latte - nanoparticelle naturali presenti nel latte - per trasportare il carico alle cellule umane. I ricercatori utilizzano tecniche di chimica bioortogonale per modificare chimicamente e geneticamente gli esosomi in modo da renderli mirati. NUtech Ventures, la società di commercializzazione no-profit dell'università, ha depositato un brevetto per questa tecnologia.

La flessibilità della tecnologia significa che potrebbe essere utilizzata per trattare sia malattie comuni che rare - un potenziale vantaggio per le comunità di malattie rare che faticano a ottenere finanziamenti per la ricerca a causa della base relativamente piccola di pazienti.

"Poiché la nostra tecnologia è così versatile, non siamo limitati a una specifica malattia rara. Possiamo usare la stessa tecnologia per un gran numero di malattie rare", ha dichiarato Zempleni, professore di Scienze della Nutrizione e della Salute Willa Cather. "I gruppi che si occupano di malattie rare sono molto gratificati dal fatto che possa esserci una luce alla fine del tunnel".

Il lancio dell'azienda è il culmine di anni di ricerche condotte presso l'Università del Nebraska-Lincoln, che hanno prima dimostrato la fattibilità e la sicurezza degli esosomi del latte come meccanismo di somministrazione e poi introdotto i processi di ingegneria genetica e di chimica bioortogonale che consentono una somministrazione mirata. Zempleni attribuisce i finanziamenti al National Institute of Food and Agriculture del Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti (programma A1511 Nanotechnology for Agricultural and Food Systems), al National Institutes of Health's Targeted Genome Editor Delivery Challenge e al Syngap Research Fund per il progresso della ricerca.

Minovacca sta lavorando alla concessione di licenze per la tecnologia attraverso NUtech Ventures e Zempleni ha assunto un amministratore delegato con esperienza nel settore farmaceutico. Minovacca ha acquistato degli uffici nel Nebraska Innovation Campus e prevede di espandere le proprie strutture dopo aver trovato degli investitori.

L'azienda offrirà agli studenti Husker opportunità di lavoro nell'industria farmaceutica. Minovacca prevede di assumere studenti del Nebraska il cui lavoro condurrà l'azienda verso un'importante pietra miliare: la presentazione di una New Drug Application alla Food and Drug Administration (FDA) statunitense, ovvero la richiesta formale di somministrare un farmaco o un bioprodotto all'uomo.

Gli esosomi di latte programmabili di Minovacca rappresentano un importante passo avanti rispetto agli approcci esistenti, in quanto consentono la somministrazione mirata di farmaci con livelli di efficacia e specificità senza precedenti. Zempleni ha innanzitutto dimostrato la sicurezza e la scalabilità degli esosomi del latte e ha sviluppato protocolli genetici per la produzione di esosomi del latte programmabili. Ha poi coinvolto Guo, professore di chimica, per sviluppare una strategia per dirigere gli esosomi verso cellule specifiche a seconda della malattia.

Il loro approccio consiste nell'attaccare tre peptidi - brevi catene di aminoacidi - alla membrana di ciascun esosoma. Uno di questi è un peptide di homing che lega l'esosoma a un luogo specifico dell'organismo. Un altro è un peptide "non mangiarmi", che invia segnali biochimici che consentono all'esosoma di evitare la distruzione da parte dei macrofagi. L'ultimo è un peptide di retrofusione che aumenta la capacità dell'esosoma di sopravvivere una volta entrato nelle cellule bersaglio.

Zempleni e Guo hanno sviluppato un nuovo approccio per ancorare i peptidi alla membrana dell'esosoma. L'approccio tradizionale prevede l'uso di ancore lipidiche, che però si staccano quando vengono attratte da altri composti lipofili presenti nell'organismo. Per evitare questo inconveniente, il team ha creato dei siti di aggancio in una proteina di membrana chiamata CD81, che è saldamente ancorata all'esosoma.

Guo ha utilizzato approcci di chimica bioortogonale per creare legami covalenti stabili tra i siti di aggancio e i peptidi. Lo schema di aggancio fornisce stabilità e uniformità alla struttura dell'esosoma, aumentando la fattibilità commerciale dei farmaci terapeutici a base di esosomi di latte.

"Garantire questa struttura omogenea permetterà alla FDA di verificare che gli esosomi possano essere prodotti in modo coerente da un lotto all'altro", ha detto Guo.

Questa strategia supera una delle principali carenze degli attuali metodi di somministrazione dei farmaci. L'agente terapeutico spesso raggiunge le cellule al di là dei siti bersaglio, provocando effetti avversi. Ad esempio, i pazienti sottoposti a chemioterapia devono spesso fare i conti con la perdita di capelli, i disturbi gastrointestinali e l'alterazione della funzione immunitaria.

"I trattamenti chemioterapici non uccidono solo le cellule tumorali, ma qualsiasi cellula che si moltiplica rapidamente", afferma Zempleni. "E questo è un aspetto che vogliamo ridurre al minimo con la nostra tecnologia".

Zempleni ha detto che fondare Minovacca è stata una curva di apprendimento ripida e un'opportunità per espandere il suo pensiero al di là della ricerca quotidiana. Per dare il nome all'azienda ha attinto alla sua conoscenza della mitologia greca e romana, in cui il Minotauro, un ibrido tra uomo e toro, svolge un ruolo importante. Il nome vuole riflettere il fatto che l'azienda usa il latte per aiutare le persone - ma poiché i tori non producono latte, Zempleni ha cambiato "taur" con "vacca", la parola latina che indica la mucca.

Indipendentemente dal ruolo che ricopre in un determinato giorno - come creativo, scienziato o ora imprenditore - l'obiettivo di Zempleni è sempre lo stesso.

"Può sembrare banale, ma se potessi scegliere tra guadagnare 10 milioni di dollari in affari o salvare 10 milioni di vite, sceglierei di salvare vite", ha detto. "Per me non è una questione di soldi. Si tratta di aiutare le persone".