Το αγγελιοφόρο RNA (mRNA) είναι ένα μονόκλωνο-μόριο που μεταφέρει γενετικές πληροφορίες από το δεοξυριβονουκλεϊκό οξύ (DNA) στα ριβοσώματα. Στη συνέχεια, τα ριβοσώματα αποκωδικοποιούν τις γενετικές πληροφορίες και συνθέτουν πρωτεΐνες. Οι θεραπείες που βασίζονται στο mRNA- που θα συζητήσουμε είναι φάρμακα που χρησιμοποιούν mRNA για τη θεραπεία ή την πρόληψη ασθενειών (θεραπεία με βάση το mRNA-).
Τα τελευταία χρόνια, τοin vitro μεταγραφή (IVT) Η τεχνολογία mRNA έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον και την προσοχή επιστημόνων από ερευνητικά ιδρύματα και βιοφαρμακευτικές εταιρείες. Οι βιοφαρμακευτικές εταιρείες χρησιμοποιούν τεχνολογικές πλατφόρμες{1}}που βασίζονται στο mRNA για την ανάπτυξη φαρμάκων με στοχευμένες μεθόδους χορήγησης, καθιστώντας τα φάρμακα πιο ακριβή και εξατομικευμένα. Και με τη βοήθεια της γενετικής μηχανικής, οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν συνθετικό mRNA για να εκφράσουν συγκεκριμένες πρωτεΐνες. Δεδομένου ότι το συνθετικό mRNA είναι δομικά παρόμοιο με το φυσικό mRNA, επιτρέπει στους ασθενείς να παράγουν θεραπευτικές πρωτεΐνες στο σώμα τους και μειώνει διάφορα προβλήματα που προκαλούνται από τη σύνθετη διαδικασία παραγωγής ανασυνδυασμένων πρωτεϊνών. Η ποικιλία των θεραπειών που βασίζονται στο mRNA- δίνει τη δυνατότητα στους προγραμματιστές φαρμάκων να χρησιμοποιούν συνθετικό mRNA ως εργαλείο για τη θεραπεία ασθενειών και έχει σημειώσει πρόοδο στην έρευνα της ανοσοθεραπείας του καρκίνου, της θεραπείας με βλαστοκύτταρα και του ελέγχου μολυσματικών ασθενειών, ειδικά κατά την πανδημία COVID-19, η τεχνολογία mRNA έχει προφανή πλεονεκτήματα στην ανάπτυξη εμβολίων.
Στη δεκαετία του 1960, η μοριακή βιολογία σημείωσε μεγάλη πρόοδο. Η ανακάλυψη του αγγελιοφόρου RNA (1961), η διαδοχική ανακάλυψη ρεπλικάσης σχετιζόμενης με RNA (1962) και ανάστροφης μεταγραφάσης (1970) και η ανακάλυψη και εφαρμογή ματίσματος RNA και καταλυτικών ριβοζύμων (1977, 1982) προώθησαν άμεσα ή έμμεσα την ανάπτυξη νέων{8} φαρμάκων του mRNA. Μετά από περισσότερα από 30 χρόνια επιστημονικής προόδου, τα φάρμακα που βασίζονται στο RNA{11}}δοκιμάστηκαν για πρώτη φορά σε ζώα. Η πρώτη μελέτη που χρησιμοποιεί μόρια mRNA για θεραπευτικούς σκοπούς δημοσιεύτηκε από τους Wolff et al. το 1990, η οποία αναγνωρίζεται ως η παλαιότερη εφαρμογή. Σε αυτή τη μελέτη, το IVT mRNA εγχύθηκε απευθείας στον σκελετικό μυ του ποντικού και εξέφρασε την κωδικοποιημένη πρωτεΐνη. Το άρθρο επεσήμανε ότι εφόσον το RNA και οι ιστοί μπορούν να ληφθούν επανειλημμένα, η θεραπεία με βάση το RNA{17}}μπορεί να μεταφέρει τον καθορισμένο αναστρέψιμο τύπο μεταφοράς γονιδίου στα κύτταρα του ασθενούς για την πρόληψη ή τη θεραπεία συγκεκριμένων ασθενειών. Στη συνέχεια, μια σειρά από πειράματα ορόσημο αποκάλυψαν τη δυνατότητα της θεραπείας με βάση το RNA, συμπεριλαμβανομένης της έγχυσης mRNA της γρίπης για την πρόκληση ανοσολογικής απόκρισης σε ποντίκια (1993), της έγχυσης εμβολίου mRNA για έρευνα κατά του καρκίνου σε ποντίκια (1995), χρησιμοποιώντας τροποποιημένο RNA για την αναστολή της νόσου από ιό C (20) για την παρεμπόδιση του ιού 20. Αυτές οι μέθοδοι έρευνας και τα αποτελέσματα έχουν βελτιώσει την ανάπτυξη θεραπείας με βάση το mRNA- σε διαφορετικούς τομείς.
Η βελτίωση της τεχνολογίας φορέων λιπιδικών νανοσωματιδίων (LNP) προώθησε επίσης σε μεγάλο βαθμό την ανάπτυξη θεραπείας με βάση το mRNA-. Το LNP είναι ένας αναδυόμενος φορέας φαρμάκων, ο οποίος έχει επίσης επεκτείνει την εφαρμογή του σε άλλους τομείς καινοτομίας και ανάπτυξης, όπως η ιατρική απεικόνιση. Η παλαιότερη πλατφόρμα χορήγησης νανοφαρμάκων από την ιδέα έως την κλινική εφαρμογή είναι το λιπόσωμα. Επειδή τα λιποσώματα μπορούν να μεταφέρουν υδρόφοβα ή υδρόφιλα μόρια, συμπεριλαμβανομένων μικρών μορίων, πρωτεϊνών και νουκλεϊκών οξέων, έχουν γίνει μια ευρέως χρησιμοποιούμενη πλατφόρμα φορέα. Κατά την ανάπτυξη αντικαρκινικών φαρμάκων, τα λιποσώματα μειώνουν τις παρενέργειες της μεταφοράς φαρμάκων και βελτιώνουν την ανοχή του ασθενούς, αλλά δεν βελτιώνουν σημαντικά το ποσοστό επιβίωσης του ασθενούς. Στις αρχές της δεκαετίας του 1990, με την ανάπτυξη της νανοεπιστήμης και της νανοτεχνολογίας, το LNP άρχισε σταδιακά να χρησιμοποιείται. Σε γενικές γραμμές, τα νανοσωματίδια λιπιδίων και τα λιποσώματα έχουν παρόμοια σχέδια. Είναι και λιπιδικά νανοσυστήματα και φορείς παροχής φαρμάκων. Μπορούν να προστατεύσουν τα φάρμακα από την καταστροφή τους από το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα, να μιμηθούν τις βιολογικές μεμβράνες και να επιτρέψουν στα φάρμακα να έχουν περισσότερο χρόνο για να φτάσουν σε προκαθορισμένους στόχους. Δεύτερον, έχουν την ικανότητα να βοηθούν στη διάλυση πολύ λιπόφιλων μορίων ή να ρυθμίζουν τις φαρμακολογικές ιδιότητες των φαρμάκων, ελαχιστοποιώντας έτσι τις παρενέργειες{12}}που προκαλούνται από το φάρμακο και βελτιώνοντας την ασφάλεια των φαρμάκων. Το LNP και τα λιποσώματα είναι ελαφρώς διαφορετικά σε σύνθεση και λειτουργία και οι εφαρμογές τους είναι πιο διαφοροποιημένες.
Τα τελευταία 20 χρόνια, η ανάπτυξη τεχνολογίας{1}}με βάση το mRNA για τη θεραπεία του καρκίνου έχει σταδιακά προσελκύσει την προσοχή και έχει αναπτυχθεί πλήρως. Μετά από συνεχή βελτιστοποίηση, η τεχνολογία mRNA έχει σημειώσει αξιοσημείωτη πρόοδο στον καρκίνο, τις σπάνιες ασθένειες, τις γενετικές ασθένειες και τις μολυσματικές ασθένειες. Τον Αύγουστο του 2018, το πρώτο φάρμακο με βάση το siRNA-Patisiran εγκρίθηκε από τον FDA για τη θεραπεία της πολυνευροπάθειας λόγω κληρονομικής αμυλοείδωσης τρανσθυρετίνης (hATTR). Αυτή είναι μια έγκριση ορόσημο για θεραπεία με βάση το RNA-. Το siRNA είναι ένα βραχύ δίκλωνο-RNA που μπορεί να χωριστεί σε μονόκλωνο και να συνδεθεί με τον προκαθορισμένο mRNA στόχο του, προκαλώντας τη διάσπαση και την αποικοδόμηση του προκαθορισμένου mRNA στόχου, γι' αυτό ονομάζεται επίσης θεραπεία παρεμβολής RNA (RNAi).
Το Patisiran είναι ένα siRNA που σχηματίζεται σε LNP που συνδέεται με τον υποδοχέα της απολιποπρωτεΐνης Ε (APOE) και απορροφάται από τα ηπατικά κύτταρα. Κόβει περαιτέρω και αποικοδομεί το mRNA που ελέγχει την πρωτεΐνη τρανσθυρετίνης με παρεμβολή RNA, μειώνοντας έτσι την παραγωγή της πρωτεΐνης τρανσθυρετίνης στην κυκλοφορία και την εναπόθεσή της σε ιστούς και όργανα. Σε ασθενείς με αμυλοείδωση ATTR, η κακά διπλωμένη πρωτεΐνη τρανσθυρετίνης συσσωρεύεται σε διάφορους ιστούς του σώματος, όπως τα περιφερικά νεύρα και την καρδιά, προκαλώντας βλάβες οργάνων και ιστών, έως νευροπάθεια και μυοκαρδιοπάθεια. Μέχρι στιγμής, εκτός από το Patisiran, τρία άλλα φάρμακα RNAi έχουν εγκριθεί για χρήση στις Ηνωμένες Πολιτείες για τη θεραπεία ορισμένων σπάνιων ασθενειών, όπως η οξεία ηπατική πορφυρία (AHP), η πρωτοπαθής υπεροξαλουρία τύπου 1 (PH1) και η οικογενής υπερχοληστερολαιμία (HeFH) ή η κλινική αθηροσκληρωτική καρδιαγγειακή νόσο (ASCVD).
Τα τελευταία χρόνια, η θεραπεία με βάση το mRNA-έχει επιτύχει λαμπρά αποτελέσματα στον τομέα των μολυσματικών ασθενειών, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης τροποποιημένου mRNA με νουκλεοσίδια- για ανοσοθεραπεία έναντι του ιού της ανθρώπινης ανοσοανεπάρκειας (HIV), του κυτταρομεγαλοϊού (CMV), του ιού των ανθρώπινων θηλωμάτων (HPV) και άλλων λοιμώξεων.
Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η μέθοδος της θεραπείας με βάση το mRNA-in vitro μεταγραφή επίσης σταδιακά ωρίμασε. Υπάρχουν δύο κοινές και σταθερές μέθοδοι επί του παρόντος. Το ένα είναι η μεταφορά του mRNA in vitro στα κύτταρα του ασθενούς και στη συνέχεια η μετάγγιση αυτών των κυττάρων πίσω στον ασθενή. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται ευρέως στη γονιδιακή μηχανική, στον επαναπρογραμματισμό γονιδίων ή στην ανοσοθεραπεία με βάση τα κύτταρα- για την έρευνα για τον καρκίνο. Μια άλλη μέθοδος είναι η απευθείας χορήγηση in vitro μεταγραφόμενου mRNA για έρευνα σχετικά με τη θεραπεία όγκων και μολυσματικών ασθενειών, την ανοχή στην αλλεργία και άλλες θεραπείες αντικατάστασης πρωτεϊνών. Εκτός από τα παραπάνω επιτεύγματα στη θεραπεία σπάνιων ασθενειών, τα εμβόλια mRNA δείχνουν επίσης τα πλεονεκτήματα υψηλής αποτελεσματικότητας και ασφάλειας στη μείωση της μόλυνσης από τον COVID-19 και την πρόληψη της σοβαρότητάς της. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά εμβόλια, τα συνθετικά εμβόλια mRNA είναι πιο αποτελεσματικά, δεν έχουν κίνδυνο ενσωμάτωσης στο ανθρώπινο DNA και έχουν τα πλεονεκτήματα του σύντομου κύκλου ανάπτυξης, της απλής διαδικασίας παραγωγής και του χαμηλού κόστους κατασκευής, καθιστώντας τα εμβόλια mRNA πιο ελκυστικά στην τόνωση της ανοσολογικής απόκρισης, στη μείωση του ποσοστού μόλυνσης ή της σοβαρότητας.
