Gut-targeted RNA-based nanoparticles for fibrostenotic Crohn’s Disease: a novel therapeutic approach - RuNNINg

RuNNINg er et transnasjonalt Europeisk prosjekt med partnere fra Italia, Hellas, Frankrike og Norge. Konsortiet består av eksperter innen nanobærerutvikling og formulering, karakterisering av nanomedisiner og cellebiologi, samt kliniske spesialister på tarmsykdommer, som for eksempel inflammatorisk tarmsykdom (IBD) og Crohns sykdom. Fibrose i tarm, som oppstår i tarmvev som følge av kronisk betennelse, er en alvorlig komplikasjon hos pasienter med kroniske inflammatoriske tarmsykdommer, eks. Crohns sykdom. Det finnes i dag ingen behandling for fibrose i tarm. Prosjektets hovedmål er å utvikle en nanopartikkelbasert genmedisin for behandling av fibrose i tarm. Nye nanobærere fylt med et nukleinsyre-basert medikament vil bli utviklet. Dette medikamentet reduserer uttrykket av et protein som har vist seg å være involvert i utviklingen av fibrose. Slike nanopartikler må kunne penetrere tarmslimhinnen for å bli målrettet levert til de inflammatoriske cellene i tarmveggen. Partiklene vil derfor overflatemodifiseres med ligander som er spesifikke mot disse cellene i tarmveggen. Til slutt må nanopartiklene støpes inn i en gel, slik at de kan gis til pasientene enten oralt eller rektalt. De nye nanomedisinene vil bli nøye karakterisert og effekt og toksisitet vil bli testet i celle-baserte analyser og i in vivo musestudier. Etter endt prosjekt, håper man å ha utviklet en ny kandidat for et nanomedisinprodukt for behandling av fibrose i tarm, klar for videreutvikling og kliniske studier. Regulatoriske, etiske og markedsmessige spørsmål vil bli inkludert i alle trinn av produktutviklingen. Konsortiet hadde i januar 2020 et kick-off videomøte og planla arbeidet for første året i detalj. Det ble også gjennomført regelmessige oppdateringsvideomøter hver tredje måned. Dessverre førte COVID-19 pandemien til en sterkt redusert laboratorieaktivitet i prosjektet det første året. Under 2021 økte derimot aktiviteten, men fortsatt var aktiviteten redusert hvilket resultert i lite prøvemateriale for SINTEF å analysere. Grunnet forsinkelsene under COVID-19, så søkte konsortiet om forlengelse til 31/12/2023 hvilket har blitt innvilget av alle partnerstater. I september 2022 møttes konsortiet for første gang face-to-face i Milan. Dette møtet resulterte i mange gode diskusjoner og la grunnlaget for å fremlegge en konkret fremdriftsplan for det siste drøye året av prosjektet. Vi har under det siste året gjennomført en multilaboratorieanalyse av partikkelbatchene som den Italienske partneren produserer. Gjennom denne studien har vi avklart hvor lenge de tomme partiklene er stabile og at vi ved tre forskjellige institusjoner får de samme analyseresultatene. I tillegg har vi analysert vevsprøver fra in vivo studier gjennomført av den Greske partneren. De administrerer en variant av nanobærene som har radioaktive isotoper festet til overflaten. Etter at radioaktiviteten er borte, ble vevsprøver sendt til SINTEF for kvantifisering av metallet ved ICP-MS. Resultatene fra in vivo målingene og ICP-MS skal brukes for å finne ut av biodistribusjonen av partiklene. Nye vevsprøver er forventet i 2022 og disse skal inkludere kontrolldyr, kontrollfôr og kontrollvann, ettersom noen av de målte isotopene er naturlig forekommende i vevet til dyrene. SINTEF har karakterisert partikkelsuspensjoner for sterilitet og innhold av endotoksiner som er viktige indikatorer på renhet i av prøvene. I tillegg har SINTEF arbeidet med etablering og evaluering av cellulære modellsystemer for opptak av partikkelsuspensjonene i tarmen. Som del av dette arbeidet har SINTEF karakterisert prøvene for toksisitet cellelinjer som brukes i modellsystemene og har evaluert opptak av partikkelsuspensjoner i ulike modellsystemer. Videre har SINTEF arbeidet med å etablere modellsystem som er basert på dyrkning av tarmceller isolert fra IBD pasienter i tredimensjonale kulturer. Disse modellsystemene kan robotiseres og forventes å gi mer informasjon om opptak/effekt enn de enklere modellsystemene. I tillegg til lav stabilitet viste det seg at den italienske partneren ikke klarer å produsere partikkeldispersjoner med høye nok konsentrasjoner for senere in vivo forsøk. SINTEF startet derfor å utvikle en egnet oppkonsentreringsprosess sammen med den italienske partneren. Også dette arbeidet viser seg å være mere utfordrende enn antatt, primært på grunn av den lave stabiliteten av partiklene. Man jobber fortsatt med å utvikle en prosess for fremstilling av partikler med høy nok stabilitet.

-

RuNNINg er et transnasjonalt Europeisk prosjekt (Euronanomed III) med partnere fra Italia (koordinator), Hellas, Frankrike og Norge. Konsortiet består av eksperter innen nanobærerutvikling og formulering, karakterisering av nanomedisiner, cellebiologer og kliniske spesialister for tarmsykdommer, som for eksempel inflammatorisk tarmsykdom (IBD) og Crohns sykdom. Fibrose i tarm, en skade som oppstår i tarmvev som følge av kronisk betennelse, er en alvorlig komplikasjon hos pasienter med kroniske inflammatoriske tarmsykdomer, eks. Crohns sykdom. Det finnes i dag ingen behandling for fibrose i tarm. Prosjektets hovedmål er å utvikle en nanopartikkelbasert genmedisin for behandling av fibrose i tarm. Nye nanobærere fylt med et nukleinsyre-basert medikament, som kontrollerer et protein som har vist seg å være involvert i utviklingen av fibrose, vil bli utviklet. Slike nanopartikler må kunne penetrere tarmslimhinnen og bli levert målrettet til de inflammatoriske cellene i tarmveggen. Partiklene vil derfor overflatedekoreres med ligander som er spesifikk mot disse cellene i tarmveggen. Til slutt må nanopartiklene støpes i en gel, slik at de kan gis til pasientene enten oralt eller rektalt. Alle nye nanomedisiner vil bli nøye karakterisert og effekt og toksisitet testet i celle-baserte analyser og in vivo musestudier. Etter endt prosjekt håper man å ha utviklet et nytt nanomedisinprodukt for behandling av fibrose i tarm, klar for videreutvikling og kliniske studier. Regulatoriske, etiske og markedsmessige spørsmål vil bli inkludert på alle trinn av produktutviklingen.