Messenger RNA (mRNA) obsahuje instrukce, které nasměrují buňku, aby vytvořila specifický protein pomocí svého vestavěného mechanismu. Mnozí budou vědět o mRNA kvůli jejímu spojení s vakcínou COVID-19. Ale mRNA má potenciální využití daleko za tím, včetně jako genová léčba řady onemocnění.
Nedávno publikovaná studie popisuje jedno takové použití. Výzkumníci z University of Texas (UT) Southwestern Medical Center použili upravenou mRNA, aby přiměli buňky k vylučování vlastních léků k úspěšné léčbě psoriázy a rakoviny u myší.
„Namísto častého chození na infuze do nemocnice nebo na ambulanci může tato technologie jednoho dne umožnit pacientovi, aby jednou za měsíc podstoupil léčbu v lékárně nebo dokonce doma, což by významně zvýšilo kvalitu jeho života,“ řekl. Daniel Siegwart, profesor biomedicínského inženýrství a biochemie na UT Southwestern a odpovídající autor studie.
V souladu s nedávnými pokroky ve výzkumu mRNA došlo k pokroku v oblasti dodávání léčiv pomocí nanočástic. Většina výzkumu však byla zaměřena na to, aby buňky generovaly proteiny, které mohou být použity přímo v buňkách nebo jinak k nepřímému spouštění buněčných drah, jako jsou ty potřebné pro editaci genů. V současné studii vědci zvolili jiný přístup a zaměřili se na získání těchto důležitých proteinů ven buněk, takže mohou uplatňovat terapeutické účinky jinde v těle.
V buňkách fungují signální peptidy (SP) jako „metaforické přepravní štítky“ (výraz výzkumníků), které vedou proteiny produkované genetickými instrukcemi tam, kde jsou potřeba. Některé SP směrují proteiny do vnitřních částí buňky, jako je jádro a mitochondrie, zatímco jiné – nazývané sekreční SP – způsobují sekreci proteinů do extracelulárního prostoru. S ohledem na to vědci předpokládali, že upravený SP by mohl být zkopírován do kódování mRNA, aby se proteiny normálně omezené na intracelulární prostor dostaly do oběhu.
Izolovali kousek mRNA, která produkuje sekreční SP odvozený od faktoru VII, proteinu účastnícího se srážení krve. Poté připojili tento bit mRNA kódující SP ke čtyřem různým sekvencím mRNA, které produkovaly určité proteiny: mCherry, fluorescenční protein, který poskytuje vizuální vodítko k tomu, zda byl vylučován z buněk; erytropoetin, lidský protein zapojený do produkce krve; etanercept, terapeutický protein používaný k léčbě zánětlivých onemocnění; a anti-PD-L1, další terapeutický protein používaný k léčbě rakoviny. Když byly modifikované mRNA zabaleny do lipidových nanočástic a dopraveny do buněk v laboratoři, buňky vylučovaly proteiny značené SP vyrobené z těchto mRNA do kapaliny mimo buňku.
Když vědci léčili myši s psoriázou, autoimunitním stavem, který způsobuje zánět kůže, s modifikovanou mRNA kódující lék etanercept, jejich kožní plaky se výrazně snížily. Když léčili myši s rakovinou tlustého střeva a metastatickým melanomem modifikovanými mRNA kódujícími anti-PD-L1, růst nádoru se významně snížil a myši žily dvakrát déle než neléčené myši.
Výzkumníci uvedli, že použití jejich Signal peptide Engineered Nucleic acid Design (SEND) k tomu, aby si tělo vlastní stroj vytvořilo a dodalo terapeutické proteiny, může zlepšit účinnost a pomoci překonat vedlejší účinky spojené s proteinovými léky, které se v současnosti podávají infuzí. Uvedli, že léky vyrobené pomocí této technologie by mohly zlepšit zdraví a kvalitu života pacientů se zánětlivými onemocněními, rakovinou, poruchami srážlivosti krve, cukrovkou a různými genetickými poruchami.
Studie byla publikována v časopise PNAS.
Zdroj: UT Southwestern Medical Center
Čerpáme z těchto zdrojů: google.com, science.org, newatlas.com, wired.com, pixabay.com
