Trenutno su glavni generički tretmani za rak radioterapija ili hemoterapija. Ove terapije mogu biti vrlo učinkovite u nekim slučajevima, ali njihove nuspojave mogu biti razorne. Glavni problem s "hemoterapijom" je taj što ona ne bira koje će stanice napadati, već to radi na "neselektivan" način, bez razlikovanja između onih koje su kancerogene i onih koje nisu.
Sada zamislite liječenje raka koje cilja samo na maligne stanice, štedeći zdrave stanice domaćina. Ili terapiju za pacijente s abnormalnom sintezom proteina koja ih potiče na proizvodnju zdravih proteina. Tim japanskih istraživača tvrdi da je razvio učinkovitu metodu za obje primjene: rak i druge patologije u kojima proteini ne funkcioniraju ispravno.
Tim predvođen doktorom Hiroshi Abeom i sastavljen od naučnika sa Univerziteta Nagoya u Japanu, tvrdi da je identifikovao novu tehnologiju koja će označiti prekretnicu u liječenju raka, a koja takođe ima manje negativnih nuspojava od trenutno dostupnih metoda.
- Očekuje se da će ova tehnologija revolucionirati mRNA medicinu, uključujući terapiju protutijelima, uređivanje genoma i nadomjesnu terapiju proteina - kaže Abe. Nedostatak ovih vrsta rješenja do sada je to što su ciljani tretmani mRNA koji napadaju samo stanice raka često vrlo specifični u svom pristupu.
To znači da djeluju samo na vrlo specifične tumore ili čak da su dizajnirani za jednu pacijenticu (iz koje se izvade krvne stanice i za nju je namijenjena jedna injekcija) ili za vrlo specifične tumore.
- Trenutna mRNA je fundamentalno nestabilna, zahtijeva stalne injekcije koje se koriste u tretmanima kao što je nadomjestak proteina, problem koji naša tehnika prevladava. S njom [novom tehnikom] bismo mogli liječiti bolesti uzrokovane abnormalnom sintezom proteina, kao što je Duchenneova mišićna distrofija - , kaže on.
Njihova inovativna metoda, čiji su rezultati objavljeni u naučnom časopisu Nature Biotechnology, zove se "Internal Cap-Initiated Translation (ICIT) mehanizam". U širem smislu, tehnika uvodi novi način "uključivanja" sinteze proteina samo u ciljnim stanicama, stvarajući zdrave proteine za liječenje bolesti ili toksične proteine za uklanjanje neželjenih stanica.
ICIT se oslanja na obećanje kružnih mRNA, nove generacije mRNA terapeutika poznatih po svojoj stabilnosti i smanjenim upalnim učincima u usporedbi s tradicionalnim linearnim mRNA. Za razliku od linearnih mRNA, kružne mRNA manje su osjetljive na enzimatsku razgradnju zbog nedostatka terminalnih struktura, nudeći kontinuirani proces prevođenja.
Međutim, veliki izazov s kružnim mRNA je neučinkovitost njihovog prevođenja unutar živih organizama. Prethodne metode oslanjale su se na duga unutrašnja ribosomska ulazna mjesta (IRES) za uvođenje mRNA, koje je bilo teško optimizirati i često su bile neučinkovite. Abeov tim je prevladao ovu prepreku uvođenjem cap strukture u samu kružnu mRNA. Ova unutrašnja struktura pokreće inicijaciju translacije, uklanjajući potrebu za IRES sekvencama i značajno poboljšava učinkovitost sinteze proteina.
Abe i njegove kolege razvili su dva dizajna. Između njih, Cap-circRNA je pokazala vrhunsku izvedbu, sintetizirajući do 200 puta više proteina od uobičajeno korištenih kružnih mRNA s IRES sekvencama. Ali što je još važnije, ova sinteza je trajala dugo, čak i nakon što su se tradicionalne strukture mRNA počele degradirati. Ova stabilnost i sposobnost selektivnog ciljanja stanica čine Cap-circRNA idealnim kandidatom za razvoj novih preciznih terapija.
Sposobnost ICIT mehanizma da kontroliše translaciju proteina na razini jedne stanice takođe nudi transformativni pristup liječenju raka i drugih bolesti specifičnih za tkiva. Usmjeravanjem specifičnih RNA markera koji su visoko eksprimirani u bolesnim stanicama, poput onih kod raka jetre, mRNA može usmjeravati sintezu proteina samo u ciljnim stanicama.
Ova preciznost smanjuje rizik od neželjenih učinaka i nuspojava, uobičajenih problema s trenutnim tretmanima. Kako bi testirali njegovu učinkovitost, tim je dizajnirao kružnu RNK pomoću ICIT-a koja cilja na lncRNA HULC, RNK koja se obično nalazi u stanicama raka jetre. Prisutnost lncRNA HULC povećala je sintezu proteina više od 50 puta, pokazujući sposobnost ICIT-RNA da razlikuju pojedinačne stanice raka od normalnih stanica.
-Ovo otkriće utire put za razvoj mRNA lijekova koji selektivno ciljaju bolesne stanice bez štetnih učinaka - , rekao je Abe. - Koristeći biomarker stanica raka, mogli bismo dizajnirati mRNA koja eksprimira toksični protein samo u stanicama raka. Programirana smrt stanica tada bi mogla biti inducirana citokinima. -
Studija također sugeriše da se slični mehanizmi translacijske kontrole mogu prirodno pojaviti u stanicama kroz interakciju dugih nekodirajućih RNA i mRNA. Razumijevanje ovih procesa moglo bi dovesti do novih terapijskih pristupa za razne bolesti. Otkriće Abeovog tima predstavlja značajan napredak u mRNA medicini i otvara uzbudljive mogućnosti za budućnost personalizirane i precizne zdravstvene njege.
