"Dvi RNR redagavimo terapijos, skirtos genetinėms ligoms gydyti, per pastaruosius kelis mėnesius gavo patvirtinimą klinikiniams tyrimams, o tai padidino viltis dėl saugesnių gydymo būdų.
RNR redagavimas įgauna pagreitį. Po dešimtmečius trukusių pagrindinių tyrimų, kaip manipuliuoti šia sudėtinga molekule, bent trys RNR redagavimu pagrįstos terapijos buvo pradėtos atlikti klinikiniuose tyrimuose arba gauti patvirtinimą tai daryti. Jos pirmos pasiekė šį etapą.
RNR redagavimo šalininkai jau seniai teigė, kad tai galėtų būti saugesnė ir lankstesnė alternatyva genomo redagavimo technikoms, tokioms, kaip CRISPR, tačiau tai kelia didelių techninių problemų.
Mokslininkai teigia, kad bandymų su žmonėmis pradžia rodo didėjančią šios srities brandą ir pripažinimą. „Yra daug geresnis RNR technologijos supratimas, o tai iš dalies sustiprino RNR vakcina ir COVID pandemija“, – sako Kembridžo universiteto (JK) biologas Andrew Leveris. "Dabar RNR laikoma labai svarbia terapine molekule."
Laikinas darbas
RNR vaidina lemiamą vaidmenį baltymų sintezėje: DNR užkoduota genetinė informacija yra transkribuojama į pasiuntinio RNR (mRNR), prieš paverčiant baltymais. RNR molekulės sudarytos iš statybinių blokų, vadinamų nukleotidais, kurių kiekvienas turi vieną iš keturių bazių arba raidžių.
RNR redagavimo metodais siekiama kompensuoti kenksmingas mutacijas, keičiant RNR seką, leidžiančią sintetinti normalius baltymus. RNR redagavimas taip pat gali padidinti naudingų baltymų gamybą.
Skirtingai nuo CRISPR genomo redagavimo, RNR redagavimas nekeičia genų. Tai taip pat nesukelia nuolatinių pokyčių, nes RNR molekulės yra trumpalaikės. Tai reiškia, kad gydomojo poveikio trukmė gali būti trumpesnė.
Tačiau tas laikinumas gali suteikti saugumo pranašumų. Viena CRISPR terapijos rizika yra netikslinis poveikis arba nenumatyti pokyčiai už tikslinio genomo regiono ribų, pažymi Joshua Rosenthal, Jūrų biologinės laboratorijos Woods Hole, Masačusetso valstijoje, neurobiologas. „Netikslinis poveikis DNR gali būti gana pavojingas. RNR taip yra mažiau, nes ji dalyvauja apykaitoje."
Po vieną raidę
Vienas įprastas RNR redagavimo būdas, vienos bazės redagavimas, panaudoja fermentą, kuris jau yra ląstelėse: adenozino deaminazę, veikiančią RNR (ADAR). Šis fermentas RNR sekoje pakeičia bazę, vadinamą adeninu, į bazę, vadinamą inozinu.
„Wave Life Sciences“ Kembridže, Masačusetso valstijoje, tiria vienos bazės redagavimą, skirtą gydyti genetinį sutrikimą, vadinamą alfa-1 antitripsino trūkumu (AATD), kuris gali pažeisti plaučius ir kepenis. Dėl šios ligos sumažėja AAT – kepenų ląstelėse gaminamo baltymo, kuris apsaugo plaučius nuo žalos, kurią sukelia įkvėpus užteršto oro ar kitų dirgiklių – gamyba.
„Wave“ produktas yra trumpa nukleotidų grandinė, nukreipianti natūraliai atsirandančius ADAR fermentus pakeisti konkrečią raidę kiekvienoje mRNR molekulėje, kad būtų ištaisyta mutacija, kuri turi įtakos AAT gamybai. „Naudodami endogeninius ląstelės mechanizmus tai vienintelei bazei redaguoti, dabar sukuriate įprastą baltymą. Ir mes parodėme, kad normalus baltymas gali būti išreikštas dideliu kiekiu“, – sako Paulas Bolno, „Wave“ prezidentas ir vykdomasis direktorius.
Pelėse vaistas redagavo apie 50% tikslinės mRNR kepenų ląstelėse, o to pakanka terapiniam poveikiui, sako Bolno.
Bendrovės klinikinis vaisto tyrimas prasidėjo praėjusių metų gruodį Jungtinėje Karalystėje ir Australijoje, jame bus vertinamas vaisto saugumas ir kitos savybės.
Redaguoti visas pastraipas
Kitas metodas, vadinamas RNR egzonų redagavimu, vienu metu pakeičia tūkstančius genetinių raidžių RNR molekulėje, o ne tik vieną raidę. „Exonų“ redagavimas yra panašus į visos pastraipos redagavimą, o ne vienos rašybos klaidos taisymą, sako Leveris. Ši technologija ypač svarbi esant sutrikimams, kuriuos sukelia daugybė žmogaus genomo mutacijų; Jis priduria, kad tokias mutacijų matricas sunku išspręsti, naudojant vienos bazės pakeitimus.
Ši technika nukreipta į pre-mRNR, kuri yra transkribuojama iš DNR ir apdorojama, kad būtų sukurta mRNR. Pre-mRNR apima ir egzonus – RNR transkripto dalis, kuriose yra baltymų gamybos instrukcijos – ir intronus, kuriuose tokių nurodymų nėra. Taikant mechanizmą, vadinamą RNR sujungimu, intronai išpjaunami iš pre-mRNR, o egzonai sujungiami, kad susidarytų galutinė mRNR, kuri paverčiama baltymu.
Tokios įmonės, kaip Ascidian Therapeutics Bostone, Masačusetso valstijoje, naudoja RNR sujungimo procesą, kad pašalintų mutacijų turinčius egzonus ir pakeistų juos sveikais. Praėjusį mėnesį Ascidian gavo JAV maisto ir vaistų administracijos patvirtinimą klinikiniam egzonų redaktoriaus tyrimui, skirtam gydyti Stargardto ligą, sukeliančią regėjimo praradimą. Žmonės, sergantys šia liga, turi keletą vieno geno mutacijų, dėl kurių gaminasi sugedęs baltymas, kuris paprastai apsaugo tinklainę.
Ascidian terapija remiasi sukonstruotu DNR segmentu, kuris patenka į ląsteles ir gamina normalius RNR egzonus. Sujungimo proceso metu jie pakeičia mutavusius, todėl susidaro funkciniai baltymai. DNR taip pat gamina RNR sekas, kurios palengvina egzonų redagavimą.
„Su viena molekule [terapija] vienu metu gali pakeisti 22 egzonus“, – sako biologas Robertas Bellas, Ascidian tyrimų vadovas.
Vėžį naikinanti RNR
RNR pagrįstos terapijos galimybės neapsiriboja genetinėmis ligomis. Rznomics, biofarmacijos įmonė Seongnam mieste, Pietų Korėjoje, išbando RNR redaktorių, skirtą gydyti kepenų ląstelių karcinomą, labiausiai paplitusią kepenų vėžio rūšį. 2022 m. rugsėjį bendrovė Pietų Korėjoje pradėjo klinikinį tyrimą, kurį ketina plėsti tarptautiniu mastu.
Rznomics metodas apima mRNR sujungimą, tačiau, skirtingai nei Ascidian metodas, jis nenaudoja pačios ląstelės sujungimo mechanizmo. Vietoj to, bendrovė pasirinko natūraliai atsirandantį ribozimą, RNR molekulę, kuri gali sukelti splaisingumą tikslinėse mRNR srityse. Tyrėjai sukūrė ribozimus, kad išpjautų mRNR naviko ląstelėse ir įterptų mirtiną krovinį: RNR seką, kuri paverčiama baltymu, generuojančiu toksiną, sukeliantį ląstelių mirtį. Kai aplinkinės vėžio ląstelės liečiasi su šiomis ląstelėmis, toksinas plinta, skatindamas ir jų mirtį. Ši terapinė molekulė pakeičia RNR seką, susijusią su naviko augimu.
Sujungimo metodo taikymas nuo daugiau, nei vienos, ligos yra labai įdomus, sako Lever, kuris taip pat yra Spliceor Kembridže (JK) vyriausiasis medicinos pareigūnas. "Tai atveria visiškai naujas galimybes gydyti dalykus, kurių kitaip negalima gydyti." [1]
1. Nature 626, 933-934 (2024) By Mariana Lenharo
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą