Treatment of corneal inflammation by topical gene therapy with non-viral vectors as delivery systems of the interleukin-10 gene

Abstract

El proceso inflamatorio de la superficie ocular subyace en la base de importantes enfermedades que pueden provocar incluso la pérdida de la visión en los casos más graves. Actualmente, la terapia de elección de la inflamación corneal o keratitis, además de presentar eficacia limitada, conlleva importantes efectos adversos. La interleuquina-10 (IL-10) juega un papel fundamental en la resolución de la inflamación corneal, pero su aplicación terapéutica es inviable debido a su corta semivida de eliminación y baja biodisponibilidad ocular. La terapia génica representa una nueva estrategia terapéutica, mediante la que se podría abordar el tratamiento de la queratitis de una manera efectiva y segura induciendo la producción de IL-10 en la córnea. En este sentido, las nanopartículas sólidas lipídicas (SLNs) son uno de los sistemas más prometedores tanto para la administración ocular de fármacos como para la preparación de vectores no virales para terapia génica. El objetivo de la presente tesis doctoral fue el diseño, desarrollo y evaluación in vitro, ex vivo e in vivo de vectores no virales basados en SLNs para el tratamiento de la inflamación corneal mediante terapia génica. Los sistemas se formularon en forma de colirio para inducir la producción de novo de la potente citoquina antiinflamatoria IL-10 en las célulascorneales, tras su administración por vía tópica. Se diseñaron y caracterizaron vectores formados por diferentes SLNs combinadas con ligandos, como protamina y polisacáridos. Se evaluaron in vitro en células humanas de epitelio corneal (HCE-2) y en un modelo ex vivo de córnea de conejo. Los vectores más eficaces se formularon en forma de colirio empleando como agente viscosizante alcohol polivinílico. Tras la caracterización de las formulaciones y la determinación de su capacidad de transfección y penetración corneal in vivo, se evaluó la capacidad para inducir la expresión de IL-10 en las diferentes células corneales en ratones wild type y knock out para IL- 10, tras su administración tópica.