Modificirani mRNA pretvara tijelo u tvornicu lijekova

Istraživači kliničke bolnice u Dallasu UT Southwestern Medical Center, otkrili su da je isporuka genetskog materijala označenog staničnim "poštanskim kodom" potaknula stanice da izlučuju proteine ​​ili lijekove u krvotok koji su uspješno liječili psorijazu i rak na modelima miševa.

Ovo otkriće bi moglo dovesti do novih terapija u kojima pacijentova tijela proizvode vlastite lijekove, izbjegavajući nedostatke mnogih intravenski primijenjenih lijekova.

"Umjesto čestog odlaska u bolnicu ili ambulantu na infuziju, ova bi tehnologija jednog dana mogla pacijentu omogućiti liječenje u ljekarni ili čak kod kuće jednom mjesečno, što bi značajno poboljšalo kvalitetu njihova života", rekao je voditelj studije dr. Daniel Siegwart, profesor biomedicinskog inženjerstva i biokemije.

Godine 2020. istraživači su razvili novu vrstu cjepiva koja se oslanja na glasničku RNA (mRNA), jednolančanu genetsku molekulu koju stanice koriste za proizvodnju specifičnog proteina, za poticanje imunološke reakcije protiv virusa koji uzrokuje COVID-19. Milijarde doza ovih cjepiva uspješno su isporučene ljudima diljem svijeta s malo nuspojava.

Genske terapije trenutno se istražuju ili koriste za desetke bolesti, no proteini proizvedeni genetskim lijekovima općenito ostaju zarobljeni unutar stanica. Budući da autoimune i mnoge druge bolesti uzrokuju sustavne učinke, poticanje stanica na lučenje terapeutskih proteina u krvotok moglo bi ublažiti simptome u cijelom tijelu.

Prema tom cilju, dr. Siegwart i njegovi kolege nastojali su signalizirati peptide (SP), genetske sekvence koje služe kao stanični "poštanski kodovi" za usmjeravanje proteina proizvedenih iz genetskog materijala tamo gdje su potrebni. Iako većina poznatih SP-a usmjerava proteine ​​na organele unutar stanica, neki, koji se nazivaju sekretorni SP, uzrokuju izlučivanje proteina iz stanica u sistemsku cirkulaciju.

Dr. Siegwart i njegovi kolege izolirali su dio mRNA koji proizvodi sekretorni SP izveden iz proteina zvanog Faktor VII koji je uključen u zgrušavanje krvi. Zatim su spojili ovaj fragment mRNA koji kodira SP na četiri različite sekvence mRNA koje su proizvodile različite proteine: fluorescentni protein nazvan mCherry koji je mogao pružiti vizualno očitavanje je li izlučen iz stanica; ljudski protein uključen u proizvodnju krvi koji se zove eritropoetin; terapijski protein etanercept koji se koristi za liječenje upalnih bolesti; i drugi terapeutski protein nazvan anti-PD-L1 koji se koristi za liječenje raka.

Zatim su pakirali te modificirane mRNA u lipidne nanočestice i dostavili ih stanicama koje rastu u laboratorijskim posudama. Njihovi rezultati su pokazali da su stanice lučile SP-označene proteine ​​napravljene od tih mRNA u okolnu tekućinu, dok su proteini bez sekretornog SP-a ostali unutar stanica koje su primile mRNA.

Ovo zapažanje nadahnulo je istraživače da ispitaju može li tijelo poslužiti kao biotvornica za proizvodnju i lučenje terapeutskih proteina. Kada su istraživači liječili miševe s psorijazom modificiranom mRNA koja kodira etanercept, plakovi psorijaze na njihovoj koži značajno su se smanjili, kao i molekularni markeri upale. Slično tome, kada su istraživači liječili miševe koji su nosili dvije vrste raka s modificiranom mRNA koja kodira anti-PD-L1, rast tumora je značajno smanjen, a miševi su preživjeli dvostruko dulje od onih koji nisu bili liječeni.

Dr. Siegwart je primijetio da korištenje vlastitih tjelesnih strojeva za stvaranje i isporuku terapeutskih proteina može pomoći u prevladavanju nuspojava i povećati učinkovitost proteinskih lijekova koji se trenutno moraju isporučivati ​​putem infuzije.

Korištenje ove tehnologije za proizvodnju lijekova u tijelu moglo bi na kraju poboljšati zdravlje i kvalitetu života pacijenata s upalnim bolestima, karcinomima, poremećajima zgrušavanja, dijabetesom i nizom genetskih poremećaja.

Studiju objavljenu u časopisu PNAS možete pronaći na ovoj poveznici.