Noua tehnologie mRNA produce de 200 de ori mai multe proteine: speranță pentru tratamentul cancerului și al bolilor cauzate de proteine defectuoase

Un nou mecanism revoluționar, numit Internal Cap-Initiated Translation (ICIT), ar putea transforma tratamentele pentru cancer și boli genetice printr-o metodă de activare selectivă a sintezei proteinelor doar în celulele țintă. Descoperirea, realizată de o echipă de cercetători de la Universitatea Nagoya și publicată în Nature Biotechnology, demonstrează că noua tehnologie crește producția de proteine de până la 200 de ori mai mult decât metodele convenționale, deschizând calea către terapii de precizie mai eficiente.

Context

ARN-ul mesager circular (circRNA) este o generație nouă de terapii bazate pe mRNA, cunoscut pentru stabilitatea sa ridicată și riscul redus de inflamație, comparativ cu mRNA liniar convențional. Cu toate acestea, utilizarea sa a fost limitată de eficiența scăzută a traducerii proteinelor în celule vii.

Până acum, metodele existente au folosit situri lungi de intrare a ribozomilor (IRES) pentru a iniția producția de proteine, însă acestea au fost dificil de optimizat și adesea ineficiente. Cercetătorii de la Nagoya au depășit acest obstacol prin introducerea unei structuri cap în ARN-ul circular, activând astfel sinteza proteinelor fără a mai fi nevoie de secvențe IRES.

Despre studiul actual

Echipa condusă de Hiroshi Abe a dezvoltat două variante de ARN circular, dintre care Cap-circRNA a demonstrat cea mai bună performanță, producând de 200 de ori mai multe proteine față de metodele standard. În plus, sinteza proteinelor a continuat mult timp după degradarea formelor tradiționale de mRNA, ceea ce face ca terapia mRNA să devină mai stabilă și mai eficientă.

Acest mecanism oferă două aplicații majore:

• Terapie de înlocuire a proteinelor, pentru boli cauzate de sinteza defectuoasă a proteinelor (de exemplu, distrofia musculară Duchenne).
• Terapie țintită pentru cancer, utilizând mRNA pentru a exprima proteine toxice doar în celulele tumorale, fără a afecta țesuturile sănătoase.

Noi posibilități în tratamentul cancerului

ICIT poate controla sinteza proteinelor la nivel unicelular, permițând crearea unor tratamente personalizate pentru cancer. Echipa a testat metoda pe cancerul hepatic, utilizând HULC lncRNA, o moleculă prezentă predominant în celulele hepatice canceroase. Rezultatele au arătat o creștere de peste 50 de ori a producției de proteine în celulele maligne, demonstrând că mRNA-ul poate fi programat să acționeze doar în celulele tumorale.

Această tehnologie ar putea permite inducerea morții programate a celulelor canceroase prin sinteza unor proteine citotoxice, reducând în același timp efectele adverse ale tratamentelor actuale.

Implicații și direcții viitoare

Descoperirea sugerează că mecanisme similare de control al traducerii ar putea exista și în mod natural, prin interacțiunea dintre ARN-urile lungi necodante și mRNA, ceea ce deschide noi direcții de cercetare pentru tratamente personalizate.

Potrivit lui Hiroshi Abe, această tehnologie ar putea revoluționa medicina mRNA, permițând terapii mai eficiente pentru afecțiuni genetice, boli metabolice și cancer, fără necesitatea administrării frecvente de doze.

Prin această inovație, medicina de precizie devine mai aproape de realitate, oferind o alternativă mai sigură și mai eficientă pentru pacienții cu boli greu de tratat.