Nowa generacja leków mRNA – w tym szczepionek przeciw chorobom zakaźnym, nowotworom i schorzeniom autoimmunologicznym – może zależeć od zaskakująco drobnej zmiany: zastąpienia jednej modyfikacji chemicznej inną.
Naukowcy z Johns Hopkins Medicine informują, że zidentyfikowali potencjalny sposób, by terapie oparte na mRNA wytwarzały w komórkach więcej białka. Odkrycie może z czasem wpłynąć na rozwój szczepionek oraz leczenia nowotworów, chorób zakaźnych i schorzeń autoimmunologicznych.
REKLAMA
REKLAMA
Badania opublikowane na łamach Nature (źródło w Angielski) koncentrują się na naturalnie występującej modyfikacji RNA zwanej N4-acetylocytydyną, w skrócie ac4C. Obecnie czołowe platformy mRNA korzystają z innej modyfikacji, N1-metylo-pseudourydyny, czyli m1Ψ – technologii użytej w szczepionkach mRNA przeciw COVID-19, która jest teraz badana pod kątem innych zastosowań medycznych.
Zespół porównał oba podejścia w hodowlach ludzkich komórek dendrytycznych oraz w komórkach wątroby myszy.
„Nasze wyniki pokazują, że dzięki ac4C komórki wytwarzają więcej terapeutycznych białek zwalczających choroby niż w przypadku standardowej platformy mRNA” – mówi (źródło w Angielski) Bin Wu, profesor nadzwyczajny biofizyki i chemii biofizycznej w Johns Hopkins University School of Medicine. „To może w przyszłości przełożyć się na skuteczniejsze leki, które będą wymagały mniejszych dawek”.
Jak zaznacza, nauce znanych jest ponad 170 modyfikacji RNA, ale tylko niewielką część z nich analizowano pod kątem zastosowań w terapiach mRNA. ac4C może zwiększać wydajność tłumaczenia mRNA, a tym samym przyspieszać powstawanie białek.
W komórkach rybosomy przesuwają się wzdłuż nici mRNA, odczytują zawarte w nich instrukcje genetyczne i na ich podstawie składają białka. Zespół z Johns Hopkins ustalił, że rybosomy poruszające się po mRNA z modyfikacją ac4C pracują niemal dwukrotnie szybciej niż te, które odczytują mRNA z modyfikacją m1Ψ.
Zdaniem naukowców różnica przypomina problem z korkami. „Nasze obrazowanie pokazało, że rybosomy poruszają się po mRNA z ac4C prawie dwa razy szybciej, co zapobiega rybosomalnym «korkom», z którymi możemy mieć do czynienia przy standardowej platformie mRNA” – mówi Wu.
To odkrycie może mieć duże znaczenie dla całej branży mRNA, jeśli potwierdzą je dalsze badania. Jedną z zalet tej technologii jest możliwość tymczasowego „programowania” komórek, by produkowały określone białko. Kluczowa jest jednak ilość powstającego białka – od niej zależy, czy terapia będzie rzeczywiście skuteczna.
Jeśli badacze zdołają skłonić komórki do wytwarzania większej ilości białka z tej samej dawki mRNA, przyszłe terapie mogą osiągać zamierzony efekt przy mniejszych ilościach leku. Miałoby to znaczenie dla rozwijających się projektów mRNA: od szczepionek przeciw chorobom zakaźnym po eksperymentalne terapie, których celem jest pobudzenie układu odpornościowego do walki z nowotworami lub modyfikacja reakcji immunologicznych w chorobach autoimmunologicznych.
Na razie ac4C pozostaje w fazie badań eksperymentalnych.
Jeśli jednak opisane przez naukowców molekularne „korki” okażą się realnym ograniczeniem obecnych platform mRNA, a ac4C zdoła bezpiecznie je przełamać w żywych organizmach, odkrycie może stać się ważnym elementem wyścigu o stworzenie kolejnej generacji leków opartych na mRNA.