Tehnica permite crearea unei noi clase de medicamente pentru tratamentul tulburărilor genetice.

tratamentul

Prof. Matthew Disney. Credit: Institutul de Cercetare Scripps

Odată ce se știe care schimbări în secvența genetică duc la boli, următorul pas este de a determina dacă tehnologiile de editare genică pot îmbunătăți și chiar vindeca aceste condiții patologice. Eforturile sunt axate pe dezvoltarea de metode nou descoperite pentru editarea secvenței genomice, cum ar fi sistemul CRISPR-Cas9.

Oferta speciala:

Prof. Matthew D. Disney, cercetător la campusul Scripps Research Institute din Florida, dezvoltă o abordare diferită a modificării genelor bazată pe acțiunea substanțelor capabile să îndepărteze anumite secvențe genetice din molecula de ARN. Metoda permite crearea unei noi generații de medicamente, sub formă de tablete, pentru tratamentul bolilor genetice. Aceste medicamente vor putea elimina moleculele de ARN sau proteinele cu o defecțiune, precum și să regleze mecanismele de apărare ale organismului. Datele studiului sunt publicate în Journal of the American Chemical Society.

„A fost un deceniu de cercetări și este extrem de interesant să vezi tehnologia evoluând în timp”, a spus Disney. Cercetarile au aratat ca ARN-ul este o molecula importanta in crearea unei varietati de terapii.

Moleculele de ARN din celulele noastre stochează informații genetice și reglează expresia genelor în lanțul ADN. Moleculele de ARN funcționează constant. Odată ce își îndeplinesc funcția, acestea sunt defalcate de enzime specifice ARN - ribonucleaze, care acționează ca „foarfece chimice” pentru tăiere.

„Informațiile genetice despre sinteza proteinelor sunt conținute în aproximativ 2% din genomul uman. „Majoritatea genelor din molecula ADN (70% până la 80%) sunt convertite în secvențe de ARN, care sunt o țintă potențială pentru dezvoltarea terapiilor”, spune Disney. Pana acum, am crezut ca moleculele de ARN nu au potential terapeutic din cauza dimensiunilor lor mici si a instabilitatii relative.

Descoperirea Disney este o moleculă chimică fabricată artificial, care se poate lega de o anumită enzimă care degradează ARN-ul. Metoda permite acestui complex să fie direcționat către o moleculă de ARN țintă și îndepărtat. Noua tehnologie descoperită se numește RIBOTAC, prescurtare pentru „himere care vizează ribonuclează”.

Pentru a testa potențialul RIBOTAC, Disney folosește ribonuclează-L (RNase L), o enzimă implicată în răspunsul imun la infecții virale. Ribonucleaza-L este prezentă în cantități mici în toate celulele și are capacitatea de a „tăia” ARN-ul viral. În complexul RIBOTAC, ribonuclează-L este asociată cu Targaprimir-96, o moleculă sintetizată la Disney Lab în 2016. Targaprimir-96 se poate lega de un microARN specific, miARN-96, cunoscut pentru rolul său în activarea diviziunii celulelor canceroase într-un tip de cancer mamar care este dificil de tratat.

Am vizat complexul RIBOTAC in mod special la celulele canceroase cu niveluri crescute de miARN-96. Îndepărtarea miARN-96 activează gena FOXO1. Acest proces declanșează apoptoza (moartea celulară programată) în celulele canceroase ", a declarat Matthew G. Costales, cercetător în echipa Disney. „Am creat o nouă abordare a terapiei anti-cancer folosind enzime care degradează ARN pentru a debloca mecanismele de apărare ale corpului nostru. Tehnologia RIBOTAC poate fi utilizată în tratarea nu numai a cancerului, ci și a bolilor genomice. Cred că aceasta este doar o mică parte din posibilitățile acestei metode ”, adaugă Disney.

De ani de zile, cercetătorii au dezvoltat Inforna ™, un program de calculator care creează molecule RIBOTAC care se leagă în mod specific și stabil de secvențele de ARN țintă. Acest software este utilizat pentru modelarea Targaprimir-96, precum și a altor substanțe similare, dintre care unele sunt deja în studii clinice.

„Se știe că moleculele de ARN sunt principalii participanți la dezvoltarea aproape tuturor bolilor. Prin urmare, avem în vedere o aplicare largă a noii metode de direcționare a mecanismelor de apărare ale organismului către îndepărtarea moleculelor de ARN responsabile de declanșarea stărilor de boală ", spune Disney. „Scopul nostru principal este de a crea terapii pentru bolile genetice și unele tipuri de cancer care sunt încă incurabile. Abia aștept să văd unde ne va duce această nouă tehnologie. ”

Echipa de cercetare Disney colaborează cu cercetătorii Yasumasa Matsumoto și Sai Pradeep Velagapudi de la Scripps Research Institute. Finanțarea proiectului a fost asigurată de Scheller Graduate Student Fellowship și Institutele Naționale de Sănătate (grant 5RO1GM097455).