Nowa metoda wytwarzania terapeutycznego RNA

Naukowcy z University of Massachusetts Amherst (USA) przedstawili szczegóły nowego procesu wytwarzania terapeutycznego RNA. Otrzymany RNA jest czystszy i prawdopodobnie bardziej opłacalny w produkcji w porównaniu do znanych wcześniej procesów technologicznych.

Ta nowa technika usuwa największą przeszkodę na drodze do nowej generacji leków terapeutycznych RNA w rzadkich chorobach genetycznych typu mukowiscydoza.

Jeśli DNA jest planem, który mówi komórkom w naszym ciele, jakie białka mają wytworzyć i do jakich celów, RNA jest posłańcem, który przenosi instrukcje DNA do rzeczywistej maszynerii wytwarzającej białka w każdej komórce. Przez większość czasu proces ten przebiega bezbłędnie, ale kiedy tak nie jest, kiedy organizm nie może wytworzyć potrzebnego białka, jak w przypadku choroby takiej jak mukowiscydoza, może dojść do poważnej choroby.

Jedną z metod leczenia takich niedoborów białek jest stosowanie środków terapeutycznych, które zastępują brakujące białka. Ale naukowcy od dawna wiedzą, że jest to bardziej skuteczne, gdy organizm może sam wytwarzać białko, którego potrzebuje. Taki jest cel powstającej dziedziny medycyny – terapii RNA. Problem polega na tym, że obecne metody wytwarzania RNA wytwarzanego w laboratorium nie są w stanie dostarczyć wystarczająco czystego RNA w wystarczających ilościach w opłacalny sposób.

„Potrzebujemy dużo RNA”, mówi Elvan Cavaç, główny autor artykułu opublikowanego niedawno w Journal of Biological Chemistry, doktorant MBA na UMass Amherst. absolwent chemii, również na UMass.

„Opracowaliśmy nowy proces wytwarzania czystego RNA, a ponieważ proces ten może ponownie wykorzystać jego składniki, dając od trzech do dziesięciu razy więcej RNA niż w przypadku metod konwencjonalnych, pozwala to również zaoszczędzić czas i koszty”.

Problem z nieczystym RNA polega na tym, że może wywoływać reakcje, takie jak obrzęk, które mogą być szkodliwe, a nawet zagrażać życiu. Na przykład nieczyste RNA może powodować stan zapalny w płucach pacjenta z mukowiscydozą. Konwencjonalnie wytworzony RNA musi przejść długi i kosztowny proces oczyszczania. „Zamiast oczyszczać RNA”, mówi Craig Martin , starszy autor artykułu i profesor chemii na UMass, „odkryliśmy, jak zrobić czyste RNA”.

Proces, który Elvan Cavaç, Craig Martin i inni współautorzy szczegółowo opisują, polega najpierw na zwiększeniu zasolenia roztworu, w którym generowany jest RNA, co hamuje niekontrolowaną produkcję RNA, która prowadzi do zanieczyszczenia. W tym procesie enzym zwany polimerazą RNA T7 jest „przywiązany” do mikroskopijnych kulek magnetycznych obok szablonu promotora DNA – specyficznej sekwencji DNA, która koduje określony RNA. Po interakcji polimerazy i promotora DNA wytwarzają RNA, którego czystość zapewnia otaczający roztwór soli fizjologicznej. „Nasza metoda”, mówi Martin, „może być ponad dziesięć razy wydajniejsza w wytwarzaniu czystego RNA niż obecne procesy technologiczne”.

Naukowcy przechodzą teraz do eksperymentów, które pozwolą im na zwiększenie produkcji RNA w celu zaspokojenia potrzeb społeczeństwa. „Prawdziwym celem tutaj”, mówi Martin, „jest posiadanie„ reaktora przepływowego ”lub ciągłego rurociągu, do którego można powoli wprowadzać składniki i stale wydobywać czyste RNA na drugim końcu”.

Badania były wspierane przez National Institutes of Health, Massachusetts Technology Transfer Center oraz Manning Innovation Program w UMass Amherst.

Terapeutyczne RNA może stać się przyszłością leczenia mukowiscydozy. Jak podaje Fundacja Oddech Życia w USA z mukowiscydozą żyje 30 tysięcy pacjentów, w Polsce około 2,5 tysiąca.