►Terapija zasnovana na mRNA-budućnost i izazovi
Nema sumnje da će kontinuirani napredak tehnologije mRNA u budućnosti omogućiti da se ona široko koristi u više polja, posebno u imunoterapiji raka i vakcinama protiv zaraznih bolesti. Na primjer, pluripotentna indukcija matičnih stanica zasnovana na mRNA, dizajn potpomognut mRNA nukleazom i tehnologije isporuke proteina počele su se koristiti u razvoju lijekova. U narednih nekoliko godina, nove terapije izvedene iz mRNA tehnologije će postići brz razvoj, kao što je (1) terapija tolerancije na alergije, koja koristi uređenu plazmidnu DNK i mRNA za regulaciju alergijskih reakcija uzrokovanih T helper i Treg stanicama; (2) imunoterapija raka: poboljšati ili promijeniti autonomni imunološki sistem, učiniti ga boljim otkrivanjem i napadom na ćelije raka, ili koristiti mikroRNA i mRNA za regulaciju gena povezanih s imunitetom, čime se aktiviraju imuni odgovori za borbu protiv ćelija raka; (3) terapija genomskog inženjeringa ili genska terapija, uključujući transplantaciju normalnih gena ili uređivanje sekvenci genoma nukleinske kiseline efikasno i precizno kako bi se zamijenili nedostajući ili defektni geni, čime se ispravljaju genetske bolesti ili promoviraju neaktivni korisni mehanizmi ili putevi, dajući im potencijal za liječenje genetskih bolesti ; (4) terapija zamjene proteina: smatra se da mRNA lijekovi pružaju efikasnu alternativu genskoj terapiji, posebno proteinske zamjene, jer izbjegavaju rizik integracije genoma i pružaju moćnu prolaznu ekspresiju.
Vrijedi napomenuti da se primjenjuje nedavno novi sistem za uređivanje gena - CRISPR/Cas uređivanje genoma. CRISPR/Cas uređivanje gena se široko koristi u istraživanju razvoja i evolucije sistema. Međutim, posljednjih godina, naučnici su koristili Cas proteine iz prokariota za liječenje zaraznih bolesti zasnovanih na nasljednim i adaptivnim imunološkim karakteristikama CRISPR-a u njegovoj originalnoj prokariotskoj ekspresiji. Ovi proteini su štetni, ali kada uđu u ljudsko tijelo, izazivaju imunološki odgovor i proizvode specifična antitijela [4]. Osim toga, CRISPR/Cas tehnologija je također integrirana u istraživanje molekularne biologije tumorskih ćelija, koristi se za brzo i precizno uređivanje genoma, konstruiranje genskih mutacija za proučavanje gena povezanih s tumorom ili izbacivanje gena za istraživanje liječenja tumora.
Pored toga, kombinovana terapija zasnovana na mRNA postepeno je postala metoda za lečenje malignih tumora. Kao što je ranije spomenuto, tradicionalna cjepiva ne izgledaju idealna za sprječavanje ponovljenih brzih mutacija virusnih infekcija. Korištenje mRNA vakcina za razvoj preventivnih ili terapijskih vakcina je najefikasniji način za obuzdavanje nove epidemije korona virusa COVID-19. Vakcine razvijene korištenjem mRNA tehnologije odražavaju njihove prednosti u proizvodnji, kao i njihovu sigurnost i preventivne ili terapeutske učinke u kliničkim ispitivanjima. U narednih deset godina, samoamplifikujuća ili replikonska RNA vakcina i nereplicirajuća mRNA vakcina će se više koristiti.
Pored aktivnog istraživanja mRNA vakcina za zarazne bolesti, upotreba mRNA u novim terapijama za tumore će takođe postići prekretnicu u razvoju u narednih deset godina. Vrijedi naglasiti da je razvoj in vitro transkripcione mRNA terapije još uvijek u ranoj fazi. Kako doći do velike količine sintetičke mRNA koja se može koristiti za kliničko liječenje još uvijek je izazov. Potrebno je riješiti i probleme vezane za vanćelijske reakcije. Efikasne metode isporuke moraju se kontinuirano poboljšavati. Vakcina je zaštićena od raznih poremećaja enzima ili izbjegava razgradnju lijeka pri prelasku stanične barijere.
Kako bi se prevladali ovi izazovi, uključujući korištenje in vitro tehnologije mRNA za ponovno uređivanje i transplantaciju autolognih T stanica ili dendritičnih stanica pacijenata, uz kontinuirano poboljšanje metoda za isporuku mRNA vakcina. Trenutno, biofarmaceutske i tehnološke industrije ulažu resurse kako bi pokušale riješiti sljedeće probleme:
Pitanja vezana za stabilnost
Kao što je ranije spomenuto, molekuli mRNA imaju u prosjeku 1,000-6,000 parove baza i veliku molekulsku težinu (4-5 × 105 Daltona), jer se mRNA sintetizira pomoću enzima. U poređenju sa manjim sRNA, mRNA su relativno velike, što ih čini inherentno nestabilnim i teškim za proizvodnju. Metode koje se koriste za modifikaciju oligonukleotida kao što su hemija zaključane nukleinske kiseline (LNA) i otključane nukleinske kiseline (UNA) ograničene su na proizvode zasnovane na mRNA. Stoga postoji hitna potreba za tehnologijom koja može ubrizgati ove molekule lijeka u ljudsko tijelo uz održavanje stabilnosti molekula lijeka i promicanje uzimanja u ćelije.
Efikasne metode isporuke
Iako je trenutno dostupno nekoliko načina isporuke
1. Isporuka na bazi lipida: korištenje lipida ili njihovih derivata/sličnih jedinjenja za formiranje čestica (LNP), koje se mogu koristiti za in vivo isporuku mRNA terapeutika i vakcina. LNP su čestice nanorazmjere sastavljene od sintetičkih ili fizioloških lipidnih materijala. Prednost je u tome što je manja vjerovatnoća da će RNK inkapsulirana u LNP biti enzimski razgrađena, a efikasnost inkapsulacije je relativno visoka i laka za proizvodnju. Pored toga, ćelije efikasno isporučuju mRNA molekule u citoplazmatski sol fagocitirajući LNP;
2. Dostava zasnovana na peptidima: različiti peptidi, posebno oni koji sadrže kationske aminokiseline (kao što su lizin i arginin), mogu djelovati kao nosioci isporuke i formirati bolje komplekse između nosača i mRNA kroz elektrostatičke interakcije. Formiranje kompleksa smanjuje mogućnost enzimske razgradnje;
3. Isporuka na bazi polimera: Polimerni materijali (kao što su poliamini, dendrimeri i kopolimeri) mogu se koristiti za efikasno isporuku mRNA kandidata. Ovaj nosač takođe ima prednosti sprečavanja degradacije enzima i podržavanja unutarćelijske isporuke. Problem je što obično nisu baš stabilni. Stoga je potrebno modificirati strukturu polimernih materijala kako bi se poboljšala stabilnost i sigurnost lijekova kandidata. Na primjer, dodavanje lipidnih lanaca, hiperrazgranatih grupa i biorazgradivih podjedinica, što će povećati tok procesa;
4. Čestice replikona slične virusu (VRP): Inkapsulirajte malu aktivirajuću RNK (saRNA) i čestice replikona virusa i dostavite kodiranje u citoplazmu. Jednom u ćeliji, saRNA će se samoreplicirati i eksprimirati navedeni antigen. Prednost VRP isporuke je visoka efikasnost. Međutim, suočava se s dva velika izazova. Prvo, potreban je poseban proizvodni proces za veliku proizvodnju VRP-ova. Drugo, ljudsko tijelo može proizvesti antitijela protiv virusnog vektora;
5. Kationska nanoemulzija: Kationski lipidi sastavljeni od nanoemulzija se takođe koriste za isporuku RNK. Ovi spojevi koriste svoja hidrofobna i hidrofilna svojstva za stabilizaciju lipidnih karakteristika lijekova ili vakcina, jer kemijske interakcije na površini molekula mogu zaštititi mRNA od degradacije enzima, čime se postiže stabilna isporuka molekula. A nanoemulzije se mogu generirati nekim jednostavnim tehnikama, kao što su snažno miješanje, ultrazvuk ili mikrofluidika;
6. U budućnosti je potrebno ojačati složenu unutrašnju strukturu sljedeće generacije LNP-a i dodatno poboljšati njegovu fizičku stabilnost, kao što su čvrste lipidne nanočestice, nanostrukturirani lipidni nosači i kompleksi kationskih lipida nukleinskih kiselina. Hemijskim putem, sposobnost kontrole lokacije i vremena isporuke i oslobađanja lijeka u tijelu može se dodatno poboljšati, pružajući efikasnije i/ili sigurnije liječenje različitih bolesti.
Sigurnosna pitanja
Pitanje mRNA vakcina koje bi mogle izazvati interferonske odgovore izgleda nejasno, što može biti osnovni uzrok nuspojava povezanih s upalom i autoimunošću? Još jedan potencijalni sigurnosni problem može proizaći iz ekstracelularnih reakcija.
Trenutno, evropska i američka administracija za lijekove nisu izdale posebne propise o mRNA lijekovima
Može se zasnivati na terapiji mRNA koja pripada širokoj kategoriji genetskih imunogena ili vakcina, tako da je istraživanje i razvoj mRNA lijekova klasifikovano kao lijekovi za naprednu terapiju (ATMP) ili lijekovi za gensku terapiju (GTMP) od strane Europske agencije za lijekove (EMA) . Međutim, kako se proizvodi mRNA nastavljaju pojavljivati u medicinskom području, vrlo je potrebno uspostaviti konkretnije regulatorne propise kako bi njihovo istraživanje i razvoj bilo lakši, barem u pogledu sigurnosti i djelotvornosti kliničkih ispitivanja vezanih za ovu vrstu istraživanja i razvoja lijekova. trebaju jasni propisi , Ili u skladu sa jedinstvenom funkcijom mRNA, modificirati specifikacije formulirane od strane DNK vakcina i vektora genske terapije za istraživanje i razvoj novih lijekova ili vakcina zasnovanih na mRNA?
Može se reći da je RNK terapija značajno napredovala u različitim oblastima, a mnoge terapije su u različitim fazama kliničkog (pre)razvoja. Sa napretkom molekularne biologije i velikom količinom uloženih ljudskih i materijalnih resursa, terapija mRNA postala je stvarnost. Uz više ulaganja u ovu oblast, terapija mRNA će biti podignuta na nove visine i postati dugo očekivani novi tretman za rak, infekcije i genetske bolesti.
