Naukowcy z ETH Zurich opracowali cząsteczkę RNA, którą można wykorzystać w komórkach szpiku kostnego do korygowania błędów genetycznych wpływających na produkcję białek. Pacjenci cierpiący na rzadką chorobę dziedziczną, która powoduje bolesną nadwrażliwość na światło słoneczne, mogą odnieść dzięki temu odkryciu korzyści w przyszłości.

Krótkie cząsteczki RNA można stosować jako leki. Ich skuteczność opiera się na informacjach genetycznych, które niosą. Terapeutyczne RNA może wiązać się z własnym RNA organizmu, a tym samym wpływać na jego funkcjonowanie. Jednak jak dotąd dostępnych jest tylko kilka takich leków.

„Dzieje się tak głównie przez to, że trudno jest doprowadzić cząsteczki RNA dokładnie do konkretnego miejsca w organizmie, w którym muszą działać. Obecnie jest to największa przeszkoda w opracowywaniu leków RNA” - mówi Jonathan Hall, profesor chemii farmaceutycznej na ETH Zurich. Wraz z Danielem Schümperli, emerytowanym profesorem Uniwersytetu w Bernie, oraz naukowcami z ETH, Szpitala Uniwersyteckiego w Zurychu i Szpitala Triemli w Zurychu, udało się opracować cząsteczkę RNA, która może kompensować wpływ mutacji genów w komórkach szpiku kostnego.

To podejście terapeutyczne może pewnego dnia zostać zastosowane w przypadku rzadkiej choroby dziedzicznej zwanej protoporfirią erytropoetyczną (EPP), która dotyka osoby, których matka i ojciec mają genetyczne predyspozycje do tej choroby. Osoby cierpiące na EPP doświadczają bolesnej wrażliwości na światło słoneczne.

Mutacje genów powodują, że organizm tych pacjentów produkuje mniej enzymu- ferrochelatazy. Ferrochelataza ma kluczowe znaczenie dla produkcji hemoglobiny, białka transportującego tlen we krwi i nadającego jej czerwony kolor. Ten niedobór ferrochelatazy powoduje gromadzenie się cząsteczki metabolicznej protoporfiryny w krwinkach czerwonych. Protoporfiryna reaguje na promienie światła widzialnego, tworząc cząsteczki atakujące tkanki i mogą powodować bolesne zapalenie, gdy pacjent jest wystawiony na działanie światła słonecznego lub silnego światła sztucznego.

Hall i jego współpracownicy opracowali kilka krótkich cząsteczek RNA, które wiążą się z kopią RNA genu ferrochelatazy w komórkach organizmu. W eksperymentach na kulturach komórkowych zidentyfikowali pewne cząsteczki, które były w stanie przywrócić wystarczającą produkcję enzymu, a tym samym zrekompensować negatywne skutki znanych mutacji genu EPP.

Jednak opracowanie cząsteczki RNA było tylko pierwszą częścią zadania. „Ta cząsteczka musi być również w stanie dotrzeć do właściwego narządu w organizmie, a stamtąd wniknąć do wnętrza komórek” - mówi Hall. W przypadku EPP są to komórki macierzyste krwi w szpiku kostnym. W tym celu naukowcy połączyli jedną z cząsteczek RNA z różnymi chemicznie czynnymi związkami, które przetestowali na mysim modelu EPP. Zidentyfikowali jedną cząsteczkę fuzyjną - cząsteczkę RNA połączoną z cholesterolem, która była w stanie zrekompensować mutację genów w tym modelu zwierzęcym.

Hall podkreśla, że jest zbyt wcześnie, aby cząsteczka przez niego odkryta została zatwierdzona jako lek. Udowadniając, że takie cząsteczki można wykorzystać do zwiększenia ilości funkcjonalnej ferrochelatazy u myszy, naukowcy znajdują się dopiero na wczesnym etapie swojej pracy. „To pierwszy krok, który pokazuje, że nasze podejście jest obiecujące” - mówi Hall. Następnie naukowcy muszą zoptymalizować cząsteczkę fuzyjną lub zidentyfikować inne cząsteczki fuzyjne, które są jeszcze skuteczniejsze. Dalsze badania są niezbędne, aby znaleźć optymalnego kandydata na lek, którego działanie można następnie zbadać u ludzi.

Źródło: medicalxpress.com