Technologia mRNA od niemal trzech dekad znajduje zastosowanie w badaniach nad terapiami genowymi i szczepionkami. Przełomowym momentem była pandemia COVID-19, podczas której w rekordowo krótkim czasie opracowano dwie skuteczne szczepionki mRNA. Jak podkreśla prof. dr hab. Jacek Jemielity z Uniwersytetu Warszawskiego, sukces ten był możliwy dzięki wieloletnim badaniom nad stabilnością i zastosowaniem RNA, które pozwoliły firmom farmaceutycznym w ekspresowym tempie stworzyć bezpieczne i efektywne preparaty.
Jednak potencjał terapeutyczny mRNA znacznie wykracza poza walkę z wirusami. Obecnie naukowcy koncentrują się na rozwoju szczepionek przeciwnowotworowych oraz terapii spersonalizowanych, które mogą znacząco zwiększyć skuteczność leczenia nowotworów. Nowotwory stanowią szczególne wyzwanie dla immunoterapii, ponieważ wykształciły liczne mechanizmy unikania odpowiedzi układu odpornościowego. W odpowiedzi na to naukowcy opracowali modyfikacje mRNA zwiększające jego stabilność, co umożliwia produkcję terapeutycznych białek przy niższych dawkach. Badania prowadzone na Uniwersytecie Warszawskim we współpracy z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym oraz spółką spin-off ExploRNA Therapeutics wykazały, że zmodyfikowane mRNA może w niektórych systemach produkować białko nawet sześciokrotnie wydajniej niż tradycyjne konstrukty. W określonych warunkach różnica ta może być jeszcze większa, co znacząco zwiększa efektywność terapii.
– Technologia mRNA jest rozwijana pod kątem terapeutycznym niemal od 30 lat, natomiast absolutnym przełomem w tej dziedzinie było podczas pandemii opracowanie dwóch pierwszych szczepionek antycovidowych w rekordowo krótkim czasie. Było to możliwe właśnie dlatego, że już bardzo wiele wiedzieliśmy o tej technologii. Wiedzieliśmy, jak ją zastosować i dlatego dwie firmy niezależnie opracowały skuteczne szczepionki antycovidowe, które zmieniły obraz pandemii – mówi prof. dr hab. Jacek Jemielity z Centrum Nowych Technologii na Uniwersytecie Warszawskim.
– Nowotwory są jednak znacznie trudniejszym przeciwnikiem, bo wykształciły szereg mechanizmów, żeby unikać odpowiedzi układu immunologicznego, natomiast na tym polu od lat następuje postęp. My również mamy tutaj swoje zasługi, ponieważ opracowaliśmy wynalazek, który zwiększa stabilność RNA, i on został wykorzystany przez dużą firmę farmaceutyczną w kilkunastu badaniach klinicznych właśnie nad szczepionkami przeciwnowotworowymi – wyjaśnia prof. Jacek Jemielity. – Prace trwają już od wielu lat, ale mamy nadzieję, że najbliższe lata przyniosą przełom.
Szczepionki przeciwnowotworowe oparte na mRNA tworzone są w kontekście terapii spersonalizowanej, gdzie zestaw antygenów kodowanych przez mRNA jest dobierany indywidualnie do mutacji u konkretnego pacjenta. Choć nadal nie istnieje szczepionka przeciwnowotworowa zatwierdzona do powszechnego stosowania, intensywne badania i rozwój technologii mRNA dają nadzieję, że w najbliższych latach możliwe będzie wdrożenie takich terapii.
Technologia mRNA znajduje również zastosowanie w leczeniu chorób spowodowanych niedoborem lub niefunkcjonalnością białek. Dotyczy to m.in. chorób metabolicznych, takich jak fenyloketonuria czy mukowiscydoza, a także dystrofii mięśniowych. W takich terapiach RNA pełni funkcję dostarczyciela informacji genetycznej, dzięki której organizm sam wytwarza brakujące białko przez możliwie długi czas.
Ponadto, mRNA odgrywa istotną rolę w medycynie regeneracyjnej i precyzyjnej edycji genomu. Technologie oparte na CRISPR-Cas9 wymagają dostarczenia do organizmu białka bakteryjnego, które umożliwia precyzyjne modyfikacje genetyczne. Najefektywniejszym sposobem wprowadzenia tego białka do organizmu okazuje się wykorzystanie mRNA, co otwiera nowe możliwości terapii genowych.
Jednym z kluczowych wyzwań pozostaje wydłużenie czasu produkcji białek przez mRNA. Obiecującym kierunkiem jest rozwój cyrkularnego RNA, czyli zamkniętej formy cząsteczki, pozbawionej końców, które są najsłabszym ogniwem podlegającym degradacji. Takie rozwiązanie pozwala na dłuższą produkcję białek terapeutycznych, co może zrewolucjonizować leczenie chorób genetycznych, w tym mukowiscydozy.
Równie istotnym aspektem jest precyzyjne dostarczanie mRNA do konkretnych tkanek i komórek. Obecnie standardem są nanocząstki lipidowe, skuteczne w transporcie do wątroby, jednak dotarcie do innych narządów i tkanek wciąż stanowi wyzwanie badawcze. Prace nad nowymi metodami dostarczania mRNA mogą znacząco rozszerzyć zakres terapeutyczny tej technologii.
Rozwój terapii opartych na mRNA napotyka również na problem dezinformacji. Prof. Jemielity podkreśla, że fałszywe informacje rozpowszechniane w sieci mogą wpływać na ograniczenie finansowania badań oraz spowolnienie postępu naukowego. W obliczu ogromnego potencjału terapeutycznego mRNA, walka z dezinformacją jest tak samo ważna jak same badania naukowe.
Podsumowując, technologia mRNA nie jest już jedynie fundamentem szczepionek przeciw COVID-19. Jej zastosowania obejmują terapię nowotworów, chorób genetycznych, medycynę regeneracyjną oraz edycję genomu, a rozwój nowych metod stabilizacji i dostarczania mRNA stwarza szansę na przełom w leczeniu wielu trudnych chorób. Intensywne badania i innowacje w tym obszarze mogą w najbliższych latach przekształcić medycynę, otwierając drogę do terapii dotąd nieosiągalnych.
Czym jest technologia mRNA i jakie ma zastosowania?
Technologia mRNA pozwala na wprowadzenie do komórek instrukcji do produkcji białek terapeutycznych. Jest wykorzystywana w szczepionkach przeciwnowotworowych, terapii chorób metabolicznych, medycynie regeneracyjnej oraz precyzyjnej edycji genomu przy użyciu CRISPR-Cas9.
Czy szczepionki przeciwnowotworowe oparte na mRNA są już dostępne?
Obecnie trwają intensywne badania kliniczne nad szczepionkami przeciwnowotworowymi. Nie ma jeszcze szczepionki zatwierdzonej do powszechnego użytku, ale terapia spersonalizowana daje duże nadzieje na skuteczne leczenie nowotworów w przyszłości.
Jak mRNA wspiera leczenie chorób rzadkich?
mRNA umożliwia produkcję brakujących lub niefunkcjonalnych białek, co jest kluczowe w terapii chorób genetycznych i metabolicznych, takich jak mukowiscydoza czy fenyloketonuria. Nowe modyfikacje mRNA pozwalają na dłuższe utrzymanie produkcji białek przy niższych dawkach terapeutycznych.
Czym jest cyrkularne RNA i jakie ma znaczenie w terapii?
Cyrkularne RNA to RNA zamknięte w pętlę, które jest bardziej odporne na degradację. Dzięki temu dłużej produkuje białka terapeutyczne, co może wspierać leczenie chorób przewlekłych i genetycznych.
Jakie wyzwania stoją przed technologią mRNA?
Największymi wyzwaniami są efektywne dostarczanie mRNA do różnych tkanek oraz wydłużenie czasu produkcji białek. Obecnie standardem są nanocząstki lipidowe, które najlepiej trafiają do wątroby, natomiast prace nad dostarczaniem mRNA do innych narządów są w toku.
UW: Ponad 813 tys. dolarów na rozwój technologii mRNA dla spółki spin-off UW ExploRNA Therapeutics
Źródło: Newseria
