Los nanoliposomas de rapamicina revierten el envejecimiento de las células del disco intervertebral a través de las vías de mTOR y la autofagia

La degeneración discal es una de las principales causas de dolor de espalda y discapacidad asociados a la edad, y no existe ningún fármaco aprobado que la frene. El núcleo gelatinoso del disco contiene células del núcleo pulposo (NP) que normalmente permanecen quiescentes, es decir, sin dividirse pero sin ser senescentes, en un entorno cerrado y pobre en nutrientes. Cuando estas células pasan a la senescencia, secretan factores inflamatorios como IL-1β y TNF-α y aceleran la degradación del tejido. Este estudio evaluó si la rapamicina, administrada en nanoliposomas, puede mantener las células del NP en quiescencia mediante la inhibición de mTORC1.

El equipo elaboró nanoliposomas de rapamicina (rapa-lipos) a partir de rapamicina, el fosfolípido DPPC y trehalosa, mediante dispersión de película fina, liofilización, sonicación con sonda y filtración de 0,45 μm. Las partículas medían entre 141 y 165 nm y presentaban carga superficial positiva. La eficiencia de encapsulación fue del 80,3 % ± 3,99 % y la carga de fármaco del 5,02 % ± 0,25 % (n=3). La liberación in vitro continuó durante 28 días, con un máximo de 9,116 ± 0,396 ppb el día 1 y un valor de 7,273 ± 0,208 ppb el día 28, un perfil lento y bastante plano.

Para los experimentos celulares, las células del NP de discos de la cola de ratas Sprague-Dawley macho de 8 semanas se mantuvieron con suero bajo (1 % de FBS) para modelar la quiescencia y luego se sometieron a IL-1β (10 ng/mL) durante 7 días. Las células recibieron rapa-lipos (rapamicina 50 μg/mL, DPPC 250 μg/mL), liposomas vacíos o ningún tratamiento. La IL-1β transformó las células redondas en células agrandadas y aplanadas. Los rapa-lipos suprimieron este cambio morfológico, así como el aumento de la secreción de IL-1β/TNF-α, el incremento de la actividad de la β-galactosidasa, la disfunción lisosomal, el aumento de P21/P16 y la reducción de P27. Las mediciones incluyeron tinción de β-gal, LysoTracker, microscopía electrónica, ELISA, EdU, citometría de flujo, Western blot y qPCR.

En cuanto al mecanismo, los rapa-lipos inhibieron mTORC1 (mTOR fosforilado), lo que atenuó la vía del inflamasoma NLRP3/Caspasa-1 y activó la vía autofagia-lisosoma (evaluada mediante marcadores como LC3B y p62). Se silenció raptor, el componente central de mTORC1, con siRNA para comprobar si estos efectos dependían de mTORC1. En conjunto, los datos respaldan un modelo en el que la inhibición de mTORC1 reduce la producción inflamatoria y restablece la limpieza lisosomal, preservando la quiescencia.

In vivo, ratas macho de 6 semanas recibieron inyecciones discales caudales de 2 μL de IL-1β (10 ng/mL), con o sin 2 μL de rapa-lipos (rapamicina 50 μg/mL), junto con grupos de liposomas vacíos y sin tratamiento. Tras un mes, se evaluaron los discos mediante radiografía (n=4), resonancia magnética ponderada en T2 (n=3), histología con hematoxilina-eosina e inmunofluorescencia de agrecano (n=3). Los autores informan de que los rapa-lipos atenuaron la degeneración en todas estas mediciones. El análisis estadístico utilizó ANOVA y pruebas t, con p<0,05 como umbral.

Este enfoque sugiere una vía para administrar rapamicina localmente en el disco, lo que podría evitar la exposición sistémica de la dosificación oral. Las salvedades son considerables: la evidencia es preclínica, con un número reducido de animales, ratas macho jóvenes y sanas, un modelo de lesión aguda por IL-1β en lugar de envejecimiento real, y un seguimiento de un solo mes. No se dispuso de tamaños del efecto cuantitativos en el extracto proporcionado, y la seguridad y la dosificación en humanos no se han evaluado.