Nowe modyfikacje mRNA opracował zespół pod kierunkiem prof. Jacka Jemielitego z Centrum Nowych Technologii Uniwersytetu Warszawskiego (CeNT) i dr Joanny Kowalskiej z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego.
– To praca naukowa, w której mają udział wyłącznie Polacy. Nieczęsto zdarza się, aby badania bez udziału zagranicznych ośrodków naukowych osiągnęły uznanie recenzentów na tak wysokim poziomie – powiedział prof. Jemielity.
Jak to działa
DNA zawiera tysiące genów, które dostarczają instrukcji do wytwarzania wielu białek, enzymów i innych cząsteczek, które składają się na ludzkie ciało. Instrukcje te przekazywane są do fabryk białek komórek, rybosomów, za pomocą krótko żyjącego kodu instruktażowego, mRNA. Jeśli DNA zostanie zmienione przez mutacje dziedziczne lub zewnętrzne, może wysłać błędne instrukcje. W przypadku raka prowadzi to do nieprawidłowego wzrostu komórek. W przypadku innych chorób genetycznych może to prowadzić do nadmiernego lub niedostatecznego wytwarzania określonych białek.
Zespołowi prof. Jemielitego udało się tak zmodyfikować cząsteczkę mRNA, aby mogła dostarczyć odpowiednio skorygowane, prawidłowe instrukcje genetyczne.
Dwie przełomowe modyfikacje
Jak poinformowano w przesłanym „Rzeczpospolitej” komunikacie, odkrycie obejmuje dwie modyfikacje: pierwsza z nich to modyfikacja w strukturach kończących każdą cząsteczkę mRNA, zwanych kapem 5’. Pozwala ona znacznie taniej i szybciej syntetyzować dowolne mRNA niezbędne do projektowania innowacyjnych terapii oraz do zapewnienia testów klinicznych w odpowiedniej skali.
Druga modyfikacja pozwala uzyskać cząsteczkę, która ma silne właściwości hamujące enzym degradujący kap, występujący naturalnie w komórkach. Według naukowców, to odkrycie może znaleźć zastosowanie w opracowaniu leku na rdzeniowy zanik mięśni (SMA) lub inne schorzenia o podłożu genetycznym.
Opracowany przez zespół prof. Jemielitego sposób na trwałe i produktywne mRNA znajduje zastosowanie w medycynie. Dzięki niemu naukowcy mogą wpływać na komórki organizmu tak, by produkowały większe ilości określonego typu białek. Poprzez mRNA można też stymulować układ odpornościowy, by samodzielnie zwalczał komórki rakowe. Dlatego m.in. utrwalone mRNA jest wykorzystywane w projektowaniu innowacyjnych szczepionek przeciwnowotworowych. Niektóre z nich są już w fazie testów klinicznych.
– Jedna z opracowanych przez nas modyfikacji kapu może w przyszłości zostać wykorzystana jako lek. Odkryliśmy bowiem modyfikowaną cząsteczkę, która silnie hamuje enzym degradujący kap, obecny w żywych komórkach. Ta nowa cząsteczka jest ponad stukrotnie aktywniejsza w porównaniu z naszymi dotychczasowymi wynalazkami. Taki efekt jest pożądany w walce z poważnym schorzeniem, jakim jest rdzeniowy zanik mięśni – wyjaśnia dr Joanna Kowalska.
Dodała, że jedna z globalnych firm farmaceutycznych pod tym właśnie kątem testowała klinicznie związek o zupełnie innej strukturze. Wykazywał on jednak gorsze właściwości porównując do cząsteczki opracowanej na UW. Aby odkrycie stało się lekiem, potrzebne są jednak dalsze badania nad opracowaniem wydajnej strategii dostarczania leku do komórek oraz inwestor, który zgodzi się zaryzykować i w odpowiedniej skali wykonać testy przedkliniczne, a później kliniczne nowego leku.
– Obecnie prowadzimy zaawansowane rozmowy z przedstawicielami firm farmaceutycznych zainteresowanych uzyskiwaniem trwałego mRNA wykorzystywanego w innowacyjnych lekach. Szczególnie interesująco wygląda możliwość zastosowania naszego wynalazku na zupełnie innych polach terapeutycznych niż te, na których wykorzystywano nasze dotychczasowe odkrycia – czyli nie tylko do projektowania szczepionek przeciwnowotworowych” – zaznaczył badacz.
Obydwa wynalazki zostały objęte ochroną patentową, a wyniki prac opublikowano w czasopiśmie naukowym Journal of the American Chemical Society (JACS)
Zespół prof. Jemielitego od kilkunastu lat pracuje nad tworzeniem analogicznych końców cząsteczek mRNA. Za swoje osiągnięcia warszawscy naukowcy zostali nominowani do finału Nagrody Europejskiego Wynalazcy 2018 w kategorii "Badania". Obecnie trwa głosowanie w kategorii publiczności Popular Prize – jej laureaci zostaną wyłonieni w plebiscycie internetowym, w którym można wziąć udział na stronie internetowej https://www.epo.org/learning-events/european-inventor/finalists/2018/jemielity.html
