Η πρόσφατη απονομή του βραβείου Νόμπελ φυσιολογίας ή ιατρικής 2023 στους Katalin Karikó και Drew Weissman υπογραμμίζει την αυξανόμενη σημασία της τεχνολογίας RNA στον ιατρικό κόσμο, με πολλές πιθανές εφαρμογές πέρα από τα εμβόλια Covid-19.
Όμως, μέχρι τώρα, ένα από τα σημαντικότερα εμπόδια στην ευρύτερη διάθεση αυτής της τεχνολογίας σε παγκόσμιο επίπεδο και στη μετάφραση της έρευνας σε κλινική χρήση, ήταν η ανάγκη για ιδιόκτητα προϊόντα, συχνά με άδεια από φαρμακευτικές εταιρείες. Η λεπτομερής μεθοδολογία για την παράδοση εμβολίων RNA σε κύτταρα δεν ήταν επίσης εύκολα διαθέσιμη στην ερευνητική κοινότητα. Για τους λόγους αυτούς δημοσιεύσαμε ένα πρωτόκολλο που περιγράφει λεπτομερώς τον τρόπο παρασκευής και συσκευασίας του RNA με εμπορικά διαθέσιμα αντιδραστήρια.
Πώς λειτουργούν οι θεραπείες RNA
Το RNA σημαίνει ριβονουκλεϊκό οξύ. Είναι ένας τύπος γενετικού υλικού, το οποίο μπορεί να λειτουργήσει ως αγγελιοφόρος (mRNA), που μεταφράζει τις πληροφορίες που υπάρχουν στο DNA σε συγκεκριμένες πρωτεΐνες.
Η ιδέα πίσω από τις θεραπείες RNA είναι απλή θεωρητικά. Υπάρχουν δύο διακριτά συστατικά: το ωφέλιμο φορτίο RNA και το λιπαρό περίβλημα, κατασκευασμένο από νανοσωματίδια λιπιδίων, το οποίο παρέχει με ασφάλεια το ωφέλιμο φορτίο στα κύτταρα.
Μόλις εισέλθει σε ένα κύτταρο, το λιπιδικό περίβλημα απελευθερώνει το RNA, επιτρέποντάς του να λειτουργεί ως αγγελιοφόρος που θα διαβαστεί και θα μεταφραστεί για να δημιουργήσει συγκεκριμένες θεραπευτικές πρωτεΐνες. Στα εμβόλια κατά του COVID, η παρασκευαζόμενη πρωτεΐνη αντικατοπτρίζει την πρωτεΐνη ακίδας του ιού SARS-CoV-2, εκπαιδεύοντας το ανοσοποιητικό μας σύστημα να το αναγνωρίζει και να το θυμάται για μια ισχυρή μελλοντική ανοσολογική άμυνα.
Είναι δύσκολο να το πιστέψει κανείς τώρα, αλλά ακόμη και στις αρχές της δεκαετίας του 2000 οι θεραπείες RNA θεωρούνταν ευρέως ως ένα όνειρο. Υπήρχαν αρκετά εμπόδια που μέχρι σχετικά πρόσφατα θεωρούνταν ανυπέρβλητα. Η ανακάλυψη των Karikó και Weissman έφερε επανάσταση στην κατανόησή μας για το πώς τα κύτταρα ανιχνεύουν και αντιδρούν σε διαφορετικές δομές RNA.
Η ανακάλυψή τους επέτρεψε τη σύνθεση θεραπευτικών RNA, ώστε να αποφευχθεί η καταστροφή τους από το σώμα προτού το RNA είχε την ευκαιρία να εκτελέσει το έργο του. Η θεμελιώδης εργασία τους δημοσιεύτηκε το 2005 – 15 χρόνια πριν από την πανδημία του COVID.
Παράδοση του μηνύματος
Κατά τη διάρκεια αυτού του χρονικού διαστήματος, αναπτύχθηκε επίσης ένα βιώσιμο σύστημα παράδοσης. Το RNA είναι ένα αρνητικά φορτισμένο ασταθές μόριο και δεν μπορεί να διατηρήσει τη δομή του στο σώμα χωρίς κάποιο είδος προστατευτικού περιβλήματος. Μόλις στη δεκαετία του 2010 αναπτύχθηκαν τα λιπιδικά νανοσωματίδια και αναγνωρίστηκαν ως ένας πιθανός μηχανισμός μεταφοράς. Δύο κρίσιμες εξελίξεις είναι απαραίτητες.
Πρώτον, τα λιπιδικά νανοσωματίδια είναι ιονισμένα. Αυτό επιτρέπει την ενθυλάκωση του αρνητικά φορτισμένου RNA με ένα θετικά φορτισμένο περίβλημα. Στη συνέχεια, πριν από την έγχυση στο σώμα, αυτό το σύνολο μετατρέπεται σε ουδέτερο pH, μειώνοντας την πιθανή τοξικότητα στο σώμα. Δεύτερον, αναπτύχθηκε μια μέθοδος για την επίτευξη συνέπειας στο μέγεθος των σωματιδίων των λιπιδικών νανοσωματιδίων. Η συνοχή του μεγέθους έχει σημασία επειδή ενισχύει την πρόσληψη του εμβολίου από τα κύτταρα του σώματος.
Ο χρόνος στο επίκεντρο
Μέχρι τη στιγμή που έφτασε η πανδημία του COVID, είχαν προκύψει τα απαραίτητα συστατικά για τη δημιουργία ενός βιώσιμου εμβολίου RNA. Τα εμβόλια RNA ήταν ιδιαίτερα ελκυστικά καθώς μπορούν να συντεθούν γρήγορα στο εργαστήριο χρησιμοποιώντας μόνο τον γενετικό κώδικα του ιού.
Ως αποτέλεσμα, το ερευνητικό πεδίο προχώρησε γρήγορα. Εκτός από τη φαρμακευτική ανάπτυξη, αρκετές ερευνητικές ομάδες σε όλο τον κόσμο άρχισαν να εργάζονται για την τεχνολογία RNA, εφαρμόζοντάς την σε μια πληθώρα διαφορετικών ασθενειών, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου, της γονιδιακής θεραπείας και των εμβολίων για διαφορετικές μολυσματικές ασθένειες.
Ωστόσο, οι περιορισμοί πνευματικής ιδιοκτησίας που περιβάλλουν το περίβλημα των νανοσωματιδίων λιπιδίων αύξησαν το κόστος παραγωγής και επηρέασαν τις επενδυτικές προοπτικές. Αυτό σήμαινε ότι ενώ η έρευνα και ο σχεδιασμός μπορούσαν να προχωρήσουν, η μεταφορά των ευρημάτων στην κλινική δεν ήταν δυνατή χωρίς την καταβολή των ασφαλίστρων για την αδειοδότηση ορισμένων αντιδραστηρίων.
Το αποτέλεσμα ήταν ότι τα εργαστήρια σε όλο τον κόσμο αναπτύσσουν τις δικές τους τεχνικές από την αρχή, οδηγώντας σε ένα εξαιρετικά αναποτελεσματικό σύστημα.
Ο εκδημοκρατισμός της τεχνολογίας RNA
Η έρευνά μας επιταχύνει τη διαδικασία ανάπτυξης της μεθόδου παρέχοντας ένα εφαλτήριο που μπορούν να ξεκινήσουν άλλοι. Είναι μια τυποποιημένη τεχνική που οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν ως βάση για θεραπείες RNA χωρίς την ανάγκη για ιδιόκτητα προϊόντα. Αυτό θα σημαίνει ότι περισσότεροι άνθρωποι σε όλο τον κόσμο θα μπορούν να φέρουν την τεχνολογία RNA στην κλινική, διευρύνοντας το εύρος, τον αντίκτυπο και την ασφάλειά της.
Οι τρέχουσες συνθέσεις λιπιδικών νανοσωματιδίων έχουν επίσης βελτιστοποιηθεί για μια γενικευμένη ανοσολογική άμυνα, αντί για συγκεκριμένες ανοσοαποκρίσεις που στοχεύουν στον ιστό. Η ανεμπόδιστη έρευνα σε αυτόν τον τομέα μπορεί να ξεκλειδώσει ευρήματα που επιτρέπουν τη στόχευση πολύ συγκεκριμένων οργάνων ή ακόμα και κυττάρων.
Θα επιτρέψει επίσης σε περισσότερα πανεπιστήμια και ακόμη και σχολεία να διδάξουν και να ερευνήσουν αυτήν την τεχνολογία και να τη βελτιώσουν για εφαρμογές πέρα από εκείνες που θα είναι εμπορικά κερδοφόρες.
Έχουμε δει μόνο την κορυφή του παγόβουνου όσον αφορά τις θεραπευτικές δυνατότητες της τεχνολογίας RNA. Με τον εκδημοκρατισμό αυτής της τεχνολογίας, μπορούμε να εξερευνήσουμε πληρέστερα και να αξιοποιήσουμε τις μυριάδες πιθανές θεραπείες της.
Πηγή: Conversation.com