Pfizerren mRNA COVID-en aurkako txertoak azido erribonukleikoa (RNA) helburu terapeutiko gisa erabiltzeko grina piztu du.Hala ere, RNA molekula txikiekin bideratzea oso zaila da.

RNAk lau eraikuntza-bloke ditu soilik: adenina (A), zitosina (C), guanina (G) eta DNAn aurkitzen den timina (T) ordezkatzen duen uraziloa (U).Horrek drogen selektibitatea oztopo ia gaindiezina bihurtzen du.Aitzitik, proteinak osatzen dituzten 22 aminoazido natural daude, eta horrek azaltzen du zergatik proteina bideratzeko droga gehienek selektibitate nahiko ona duten.

RNAren egitura eta funtzioa

Proteinek bezala, RNA molekulek egitura sekundario eta tertziarioa dute, beheko irudian ikusten den bezala.Kate bakarreko makromolekulak diren arren, haien egitura sekundarioa forma hartzen da oinarri-parekatzeak bultoak, begiztak eta helizeak eragiten dituenean.Orduan, hiru dimentsioko tolesturak RNAren egitura tertziariora eramaten du, eta hori ezinbestekoa da bere egonkortasunerako eta funtziorako.

1. Irudia RNAren egitura

Hiru RNA mota daude:

• RNA mezularia (mRNA)DNAren informazio genetikoa transkribatzen du eta base-sekuentzia gisa transferitzen da erribosomara;l
• RNA erribosomikoa (rRNA)erribosoma izeneko proteinak sintetizatzen dituzten organuluen parte da, zitoplasmara esportatzen direnak eta mRNAko informazioa proteina bihurtzen laguntzen dutenak;
• Transferentzia RNA (tRNA)mRNA eta proteina osatzen duen aminoazido-katearen arteko lotura da.

RNA helburu terapeutiko gisa bideratzea oso erakargarria da.Gure genomaren % 1,5 soilik proteina bihurtzen da azken finean, eta % 70-90 RNAn transkribatzen den bitartean.RNA molekulak dira izaki bizidun guztientzat garrantzitsuenak.Francis Crick-en “dogma zentralaren” arabera, RNAren eginkizunik kritikoena DNAren informazio genetikoa proteina bihurtzea da.Gainera, RNA molekulek beste funtzio batzuk ere betetzen dituzte, besteak beste:

• Proteinen sintesian molekula egokitzaile gisa jardutea;l
• DNAren eta erribosomaren arteko mezulari gisa balio duena;l
• Informazio genetikoaren eramaileak dira zelula bizi guztietan;l
• Proteina berriak sintetizatzeko beharrezkoa den aminoazido zuzenen hautaketa erribosomikoa sustatzeain vivo.

Antibiotikoak

1940ko hamarkadan aurkitu zuten arren, antibiotiko askoren ekintza-mekanismoa ez zen argitu 1980ko hamarkadaren amaierara arte.Antibiotikoen proportzio handi batek bakterioen erribosomekin lotuz jarduten duela frogatu da, proteina egokiak sortzea ekiditeko, eta horrela bakterioak hiltzen dituzte.

Esaterako, aminoglukosido antibiotikoak 16S rRNAren A gunera lotzen dira, hau da, 30S erribosomaren azpiunitatearen parte dena, eta, ondoren, proteinen sintesia oztopatzen dute bakterioen hazkuntza oztopatzeko, eta, azkenean, zelulen heriotza eragiten dute.A-guneak aminoazil guneari egiten dio erreferentzia, tRNA hartzaile gunea bezala ere ezaguna.Aminoglukosidoen arteko elkarrekintza zehatza, esaterakoparomomizina, eta A-guneaE. coliRNA azpian agertzen da.

2. Irudia. Paromomizinaren eta A-gunearen arteko elkarrekintzaE. coliRNA

Zoritxarrez, A guneko inhibitzaile askok, aminoglukosido sendagaiak barne, segurtasun arazoak dituzte, hala nola nefrotoxikotasuna, dosiaren menpekoa eta ototoxikotasun itzulezina espezifikoa.Toxikotasun hauek RNA molekula txikiak ezagutzeko aminoglukosidoen sendagaien selektibitate faltaren ondorio dira.

Beheko irudian ikusten den bezala: (a) bakterioen egitura, (b) giza zelulen mintza eta (c) giza mitokondrialaren A gunea oso antzekoak dira, eta horiei guztiei lotzen zaizkie A guneko inhibitzaileak.

3. Irudia. A guneko inhibitzaileen lotura ez-selektiboa

Tetraziklina antibiotikoek ARNraren A gunea ere inhibitzen dute.Bakterioen proteinen sintesia selektiboki inhibitzen dute Mg-rekin konplexatutako 30S azpiunitatean eskualde helikoidale batera (H34) modu itzulgarri batean lotuz.²⁺.

Bestalde, antibiotiko makrolidoak peptido jaioberrientzako (NPET) bakterioen erribosomaren tunelaren irteera gunetik gertu (E-gune) lotzen dira eta partzialki blokeatzen dute, horrela bakterioen proteinen sintesia inhibituz.Azkenik, oxazolidinona bezalako antibiotikoaklinezolida(Zyvox) 50S rRNA nukleotidoz inguratuta dagoen bakterioen 50S erribosomiko azpiunitateko zirrikitu sakon batera lotzen dira.

Zentzuaren aurkako oligonukleotidoak (ASO)

Zentzuaren aurkako sendagaiak kimikoki eraldatutako azido nukleikoen polimeroak dira, RNA helburu dutenak.Watson-Crick base parekatzean oinarritzen dira xede mRNAra lotzeko, eta, ondorioz, geneen isilpena, blokeo esterikoa edo splicing alterazioa sortzen da.ASOek zelulen nukleoko pre-ARNekin eta zitoplasman mRNA helduekin elkarreragin dezakete.Exoiak, introiak eta itzuli gabeko eskualdeak (UTR) bidera ditzakete.Orain arte, dozena bat ASO sendagai baino gehiago onartu ditu FDAk.

4. Irudia Zentzuaren aurkako Teknologia

Molekula txikiko sendagaiak RNAra zuzenduta

2015ean, Novartisek jakinarazi zuen Branaplam izeneko SMN2 splicing erregulatzaile bat aurkitu zutela, U1-pre-mRNA-ren elkarketa hobetzen duena eta SMA saguak erreskatatzen dituena.

Bestalde, PTC/Roche-ren Risdiplam (Evrysdi) FDAk 2020an onartu zuen SMA tratatzeko.Branaplam-ek bezala, Risdiplam-ek SMN2 gene garrantzitsuen splicing-a erregulatzen du SMN proteina funtzionalak sortzeko.

RNA degradatzaileak

RBM RNA-binding motif proteina da.Funtsean, indol sulfonamida itsasgarri molekular bat da.CRL4-DCAF15 E3 ubiquitin ligaserako RBM39 selektiboa kontratatzen du, RBM39 poliubikitinazioa eta proteinen degradazioa sustatuz.RBM39-ren agortze genetikoak edo sulfonamideen bidezko degradazioak genoma osoko splicing anomaliak nabarmenak eragiten ditu, azken finean, zelulen heriotza eragiten du.

RNA-PROTAC-ak RNA-loketa-proteinak (RBP) degradatzeko garatzen dira.PROTAC-ek lokailu bat erabiltzen du E3 ligasa ligandoa RNA ligandoarekin konektatzeko, RNA eta RBPekin lotzen dena.RBP-k oligonukleotido-sekuentzia espezifikoetara lotu daitezkeen domeinu estrukturalak dituenez, RNA-PROTAC-k oligonukleotido-sekuentzia bat erabiltzen du intereseko proteinaren (POI) ligando gisa.Azken emaitza RBP-en degradazioa da.

Duela gutxi, Scripps Institution of Oceanography-eko Matthew Disney irakasleak RNA asmatu zuenerribonukleasa helburu duten kimerak (RiboTACs).RiboTAC RNasa L ligando bat eta RNA ligando bat lokailu batekin lotzen dituen molekula heterofuntzionala da.RNasa L endogenoa berariaz kontratatu dezake RNA helburu zehatzetara, eta, ondoren, RNA arrakastaz desagerrarazi dezake azido nukleiko zelularren haustura mekanismoa (RNasa L) erabiliz.

Ikertzaileek molekula txikien eta RNA helburuen arteko elkarrekintzari buruz gehiago ikasten duten heinean, metodo hau erabiltzen duten sendagai gehiago sortuko dira etorkizunean.