RNA, mRNA, και πώς χρησιμοποιούνται στην τρίτη γενιά των ιατρικών θεραπειών

Τα RNA ή τα ριβονουκλεϊκά οξέα είναι από τα πιο σημαντικά μόρια, για τη ζωή σε αυτόν τον πλανήτη! Βρίσκονται σε κάθε κύτταρο του σώματός μας και παίζουν σημαντικό ρόλο στη ροή των γενετικών πληροφοριών. Έγιναν ευρέως γνωστά, λόγω των εμβολίων του Covid-19 από την Pfizer (RNA) και από την Moderna (mRNA). Οι ιατρικές έρευνες, όμως στη χρήση των μορίων RNA, προχωρούν πολύ περισσότερο από τα εμβόλια. Πώς χρησιμοποιούνται στη νέα γενιά ιατρικών θεραπειών;

Γράφει ο Oliver Rogoyski,
ερευνητής στη βιολογία και βιοχημεία
του RNA στο Πανεπιστήμιο Surrey
Επιμέλεια: Άντζελα Μολφέτα

Το RNA βρίσκεται σε κάθε κύτταρο του σώματός μας και παίζει σημαντικό ρόλο στη ροή των γενετικών πληροφοριών. Στην πραγματικότητα, οι μεταφορείς RNA (mRNAs από το messenger RNAs), αντιγράφουν και μεταφέρουν τις γενετικές οδηγίες από το DNA μας στα «εργοστάσια» παραγωγής πρωτεϊνών των κυττάρων μας (ριβοσώματα).

Με τη σειρά τους, τα ριβοσώματα δημιουργούν τα βιολογικά συστατικά και τα συστήματα, ώστε να υπάρχει ομαλή λειτουργία του οργανισμού μας. Για παράδειγμα, οι πρωτεΐνες ακτίνης δίνουν στα κύτταρα το σχήμα και τη δομή τους, ώστε να ανταποκρίνονται στη συστολή των μυών!

Το RNA βοηθά επίσης, ορισμένα βιομόρια να συνενωθούν μεταξύ τους και να ενώσουν άλλες πρωτεΐνες και RNAs. Όλες αυτές οι λειτουργίες είναι ζωτικής σημασίας για τη διαχείριση των πολλών επιπέδων της γονιδιακής μας ρύθμισης, η οποία είναι από μόνη της σημαντική για τη σωστή λειτουργία του σώματός μας.

Όπως γίνεται εύκολα κατανοητό, το φάσμα δυνατοτήτων του RNA είναι ευρύ. Καθώς, ακόμα και μια απλή μοριακή αλληλουχία μπορεί να αποκρυπτογραφηθεί εύκολα από τους επιστημονικούς ερευνητές, το RNA αποτελεί ένα εξαιρετικά χρήσιμο εργαλείο στην ανάπτυξη των πιο πρόσφατων βιοϊατρικών τεχνολογιών.

Ποια είναι, όμως, τα τρία κύρια πεδία όπου συναντάμε το RNA;

Εμβόλια

Τα εμβόλια mRNA χρησιμοποιούνται για την προστασία από το SARS-CoV-2 (τον ιό που προκαλεί το COVID-19) και είναι τα πρώτα του είδους τους που χρησιμοποιούνται ευρέως στους ανθρώπους.

Μελέτες και κλινικές δοκιμές για τα εμβόλια RNA σε άλλους ιούς – ακόμη και είδη καρκίνων –  έχουν ξεκινήσει εδώ και μια δεκαετία. Οι συγκεκριμένοι τύποι εμβολίων εισάγουν μια συγκεκριμένη αλληλουχία RNA στο σώμα μας, η οποία αναγκάζει τα ριβοσώματα να δημιουργήσουν μια συγκεκριμένη, ακίνδυνη ιϊκή πρωτεΐνη.

Στη συνέχεια, δημιουργείται ακούσια ένα σύστημα εκπαίδευσης του ανοσοποιητικού μας συστήματος, το οποίο ανταποκρίνεται με τέτοιο τρόπο, ώστε να παράγει ισχυρή προστασία από αυτόν τον ιό την επόμενη φορά που θα έρθει αντιμέτωπος μαζί του.

Πρόκειται για μια αντίθετη λειτουργία από αυτήν των συμβατικών εμβολίων, τα οποία απαιτούν είτε μία αβλαβή, ανενεργή μορφή ενός ιού, είτε μικρές πρωτεΐνες ή ακόμα και θραύσματα πρωτεϊνών που κατασκευάζονται από έναν ιό, για την εκπαίδευση του ανοσοποιητικού μας συστήματος.

Είναι καλό να γνωρίζουμε επίσης, πως ο σχεδιασμός και η σύνθεση μιας ακολουθίας RNA, η οποία παρέχει τις απαραίτητες οδηγίες στο σώμα μας,  μπορεί να δημιουργηθεί αρκετά εύκολα και γρήγορα.

Ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στην παραγωγή αποτελεσματικών φαρμάκων με βάση το RNA, όμως, οφείλεται στη σχετική αστάθεια των μορίων.

Όταν τα μόρια εκτεθούν σε ορισμένα κοινά ένζυμα ή χημικά ενδέχεται να υποβαθμιστούν άμεσα, οπότε είναι απαραίτητο να διατηρούνται σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και σε ορισμένες περιπτώσεις ακόμα και κάτω από -70οC, μια διαδικασία που απαιτείται άλλωστε και για το εμβόλιο της Pfizer.

Τεχνολογίες διάγνωσης

Το RNA επεκτείνεται και στη διαγνωστική τεχνολογία. Επιστημονικές έρευνες αποδεικνύουν πως σε υδαρείς βιοψίες, δηλαδή όταν απαιτείται δείγμα υγρών του ανθρώπινου σώματος, όπως το αίμα, μπορούν να αποδειχθούν σωτήριες!

Μετρώντας τα επίπεδα συγκεκριμένων RNAs, πολλές ασθένειες μπορούν να διαγνωστούν σε προγενέστερο στάδιο, όπως νευροεκφυλιστικές ασθένειες, καρκίνοι, ακόμα και καρδιαγγειακές παθήσεις.

Παράλληλα, με την ευκολότερη και λιγότερο επεμβατική συλλογή δειγμάτων, οι βιοδείκτες RNA έχουν επιπλέον πλεονεκτήματα έναντι των βιοψιών σε ιστούς αλλά και άλλων, πιο επεμβατικών μεθόδων συλλογής. Για παράδειγμα, οι βιοψίες δέρματος, οργάνων ή οστών με αυτή τη μέθοδο είναι λιγότερο οδυνηρές και περικλείουν λιγότερους κινδύνους.

Οι κατάλληλοι συνδυασμοί βιολογικών δεικτών RNA μπορούν επίσης, να αξιολογηθούν ταυτόχρονα! Αυτό μας δίνει τη δυνατότητα, όχι μόνο να έχουμε μεγαλύτερη αξιοπιστία στη διάγνωση, αλλά και να μπορέσουμε να συλλέξουμε βάσιμες ενδείξεις για την εξέλιξη της νόσου, καθώς και στην πρόγνωση. Ωστόσο, η κλινική απόδοση αυτού του τύπου των διαγνώσεων απαιτεί μελέτες ευρείας κλίμακας από ειδικευμένους διαγνώστες.

Ανάπτυξη φαρμάκων

Τα φάρμακα με στοιχεία του RNA αναγνωρίζονται και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορούν και να προσαρμοστούν. Οι ερευνητές έχουν τη δυνατότητα να αναδείξουν αλληλεπιδράσεις και αλληλουχίες RNA, οι οποίες συνδέονται με πολλές διαφορετικές ασθένειες που αναγνωρίζονται άμεσα μέσα από διαθέσιμες βάσεις δεδομένων.

Μέχρι στιγμής, τα φάρμακα που στοχεύουν στο RNA υπόσχονται τη θεραπεία πολύ σπάνιων ασθενειών, οι οποίες μέχρι τώρα δεν είχαν μεγάλα περιθώρια ίασης, όπως η νευροεκφυλιστική νόσος του Huntington.

Η φαρμακολογία επίσης, στοχεύει σε συνθέσεις RNA που τροποποιούν ή αναστέλλουν τη λειτουργία ορισμένων γονιδίων ή την παραγωγή πρωτεϊνών, τα οποία μπορεί να ευθύνονται για πολλές ασθένειες.

Τέτοια φάρμακα έχουν ήδη χρησιμοποιηθεί με επιτυχία για τη θεραπεία ιών, νευροεκφυλιστικών ασθενειών ή ακόμα και σε εξατομικευμένες θεραπείες.

Ακόμα ένας τομέας έρευνας αφορά τα φάρμακα παρέμβασης RNA. Η δράση τους στοχεύει σε ένα συγκεκριμένο γονίδιο για τη θεραπεία μιας πάθησης. Πρόκειται για έρευνα που βρίσκεται σε διαρκή εξέλιξη, καθώς στοχεύει στη θεραπεία πολλών περιπτώσεων, όπως της αμυλοείδωσης – μίας σπάνιας ασθένειας που προκαλείται από τη συσσώρευση πρωτεϊνών στο σώμα, της οξείας ηπατικής πορφυρίας –επίσης, σπάνιας μεταβολικής διαταραχής και πολλών ειδών καρκίνου – συμπεριλαμβανομένου και του καρκίνου του πνεύμονα.

Οι πιο πρόσφατες έρευνες αποδεικνύουν πως ορισμένες ομάδες RNA και πρωτεϊνών μπορούν να μεταβάλλουν τα επίπεδα ευαισθησίας των ασθενειών στη θεραπεία, και ιδιαίτερα των καρκινικών παθήσεων.

Κάποια είδη καρκίνου είναι λιγότερα ανθεκτικά στη συμβατική θεραπεία. Οι προτάσεις RNA ενδεχομένως, μπορούν να δημιουργήσουν μια νέα και συνδυαστική θεραπεία με πιο επιθετικές μεθόδους.

Είναι αλήθεια πως την τελευταία δεκαετία όλο και περισσότεροι επιστήμονες και εταιρείες επενδύουν στη φαρμακευτική θεραπεία RNA. Μέσα από κλινικές δοκιμές, βελτιώνοντας τις μεθόδους για την παραγωγή τους με όσο το δυνατόν πιο χαμηλό κόστος και ενισχύοντας τη σταθερότητά τους τα αποτελέσματα θα προσφέρουν μια ολοκληρωμένη νέα γενιά φαρμάκων, πιο εξειδικευμένα και ακόμα πιο αποτελεσματικά, για να έχουμε την υγειά μας!