Polskim chemikom z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego (FUW), we współpracy z badaczami z Louisiana State University (USA), udało się tak zmodyfikować kwas rybonukleinowy mRNA - będący w komórkach matrycą do produkcji białek - że możliwe stało się wykorzystanie go w przeciwnowotworowych szczepionkach lub terapiach genowych. Będą one bezpieczniejsze i skuteczniejsze niż obecnie testowane - uważają autorzy badań.
"Dajemy biologom uniwersalne narzędzie, które potencjalnie umożliwia opracowanie skutecznych szczepionek przeciwko każdej chorobie nowotworowej" - zapewnia biorący udział w badaniach dr Jacek Jemielity z Zakładu Biofizyki FUW.
Licencja na produkcję zmodyfikowanego mRNA została już wykupiona przez niemiecką firmę BioNTech z Moguncji. Firma zapowiada, że jej oddział o nazwie Ribological jeszcze w 2011 r. rozpocznie pierwszą fazę badań klinicznych nad nową szczepionką przeciwnowotworową opartą o mRNA. Ma ona znaleźć zastosowanie w pierwszej kolejności w leczeniu złośliwego nowotworu skóry - czerniaka.
Preparat będzie wstrzykiwany do węzłów chłonnych pacjentów, a obecne tam komórki odporności - tzw. dendrytyczne - wykorzystają zawarte w nim mRNA (które zawiera przepis na białko charakterystyczne dla komórek nowotworu), by szkolić limfocyty T w zabijaniu komórek czerniaka.
Naukowcy od lat próbują zastosować terapię genową w leczeniu wielu chorób, także nowotworowych. Obecnie polega ona na dokonywaniu zmian na poziomie DNA komórek nowotworu, a dokładnie na wprowadzaniu do komórek różnych genów terapeutycznych, których mutacje odpowiadają za wzrost guza. Modyfikacje genetyczne wykorzystuje się też przy opracowywaniu szczepionek przeciwnowotworowych - do komórek odporności wprowadzane są geny, dzięki którym układ immunologiczny nauczy się lepiej rozpoznawać i niszczyć nowotwór.
Manipulowanie DNA jest jednak dość ryzykowne i grozi różnymi powikłaniami u pacjentów - podkreśla prof. dr hab. Edward Darżynkiewicz z Zakładu Biofizyki FUW.
Jego zespół od lat pracuje nad bezpieczniejszym sposobem, którym jest wykorzystanie w terapii informacyjnego RNA (mRNA).
Jak tłumaczą badacze, większość zadań w komórce, niezbędnych do jej poprawnego funkcjonowania, wykonują białka. Informacja o budowie każdego z nich jest zapisana w DNA obecnym w jądrze komórkowym. Aby na jej podstawie mogło być wyprodukowane konkretne białko, musi ona zostać przepisana na matrycę w postaci mRNA.
Łańcuch mRNA, zawierający genetyczny przepis na dane białko, można by wprowadzać do komórek nowotworu lub komórek odporności, zamiast terapeutycznego genu, który je koduje.
Problem w tym, że czas życia łańcuchów mRNA jest krótki - zazwyczaj są to godziny, nierzadko minuty. Zanim wstrzyknięte do organizmu terapeutyczne mRNA dotarłoby do komórek i wyprodukowało zbawienne dla pacjenta białko, zostałoby rozłożone przez enzymy obecne w jego organizmie - tłumaczy prof. Darżynkiewicz.
Na jednym z końców łańcucha mRNA znajduje się struktura, tzw. czapeczka lub kap, która zapewnia mu czasową ochronę przed działaniem destrukcyjnych enzymów.
Dzięki opracowanym przez siebie metodom chemicznym, naukowcom z FUW udało się tak zmodyfikować kap, że czas życia mRNA w komórce wydłużył się trzykrotnie, a ilość białka wytwarzanego z jego udziałem wzrosła aż pięć razy.
Testy na myszach, wykonane przez badaczy z firmy BioNTech i z Uniwersytetu Medycznego w Moguncji, wykazały, że układ odpornościowy gryzoni reagował na to białko aż trzykrotnie silniej niż na białko powstałe po wstrzyknięciu niezmodyfikowanego mRNA.
Jak oceniają naukowcy, szczepionki i terapie bazujące na mRNA będą miały wiele zalet. Najważniejszą jest to, że nie będą ingerować w genom, co likwiduje ryzyko mutacji i zwiększy bezpieczeństwo ich stosowania.
