Descoperire esențială: cum reușește ARN-ul mesager (ARNm) să păcălească sistemul imunitar celular. O echipă de cercetători a identificat trei factori-cheie care influențează livrarea și degradarea ARNm în celule. Studiul explică rolul unei modificări premiate cu Nobel și deschide noi perspective pentru terapiile genetice.
Un nou studiu a identificat un mecanism celular necunoscut până acum, care reglează modul în care vaccinurile ARNm sunt livrate, protejate și degradate în interiorul celulelor. Această descoperire nu doar că explică succesul vaccinurilor ARNm existente, ci oferă o bază solidă pentru dezvoltarea unor noi terapii genetice și tratamente personalizate, scrie News.ro.
Factorii celulari care reglează livrarea și stabilitatea vaccinurilor ARNm în organism identificați, propun un nou model pentru terapiile ARNm.
16 aprilie - Maratonul de Educație Financiară
Echipa de cercetători, condusă de dr. Kim V. Narry, director al Centrului pentru Cercetare în ARN din cadrul Institutului pentru Științe Fundamentale (IBS), a descoperit un mecanism celular esențial care influențează funcționarea vaccinurilor și terapiilor bazate pe ARNm.
Studiul lor, publicat vineri în revista Science, oferă prima înțelegere cuprinzătoare a modului în care vaccinurile ARNm sunt livrate, procesate și degradate în interiorul celulelor – un progres ce ar putea deschide calea către vaccinuri și tratamente ARN mai eficiente.
ARN mesager (ARNm) este o copie genetică care indică celulelor cum să producă proteine. Joacă un rol vital în vaccinurile ARNm, precum cele utilizate împotriva Covid-19, dar este și un instrument promițător în tratarea cancerului și a bolilor genetice. Atunci când ARNm străin, ca cel din vaccinuri, intră în celule, trebuie să evite mecanismele naturale de apărare ale organismului pentru a fi eficient. Însă mecanismele detaliate prin care ARNm este reglat în interiorul celulei au rămas în mare parte necunoscute.
Echipa de cercetători a folosit screening genetic bazat pe CRISPR pentru a identifica factorii celulari implicați în livrarea ARNm în celule. Această metodă, care a utilizat o bibliotecă CRISPR ce viza 19.114 gene, a identificat trei factori-cheie care facilitează absorbția sau supravegherea ARNm-urilor exogene de către celule:
În primul rând, echipa a descoperit că heparan sulfatul (HSPG), o glicoproteină sulfatată de pe suprafața celulei, joacă un rol esențial în atragerea nanoparticulelor lipidice (LNP) și facilitarea pătrunderii ARNm în celulă.
În al doilea rând, au identificat rolul pompei protonice V-ATPază din endozom, care creează un mediu acid în interiorul veziculei și încarcă pozitiv LNP-urile, permițându-le să destabilizeze temporar membrana endozomală și să elibereze ARNm în citoplasmă. LNP: nanoparticulele lipidice sunt vehicule de transport microscopic, formate din lipide (grăsimi), folosite pentru a livra material genetic – cum este ARNm – în interiorul celulelor. Ele sunt esențiale în tehnologia vaccinurilor ARNm.
În cele din urmă, studiul a evidențiat rolul proteinei TRIM25, implicată în mecanismul de apărare celulară. TRIM25 se leagă de ARNm-urile exogene și le degradează rapid, împiedicându-le funcționarea.
Cum reușesc totuși vaccinurile ARNm să evite acest sistem de apărare celulară?
O descoperire-cheie a studiului a fost faptul că moleculele de ARNm care conțin o modificare specială numită N1-metilpseudoouridină (m1Ψ) – recunoscută cu Premiul Nobel pentru Medicină în 2023 – pot evita detectarea de către TRIM25. Această modificare împiedică legarea TRIM25 la ARNm, crescând stabilitatea și eficiența vaccinurilor ARNm. Descoperirea explică nu doar modul în care aceste vaccinuri evită supravegherea celulară, ci și importanța critică a acestei modificări pentru succesul terapiilor ARNm.
De asemenea, cercetarea subliniază rolul crucial al ionilor de protoni în acest proces. Când LNP-urile rup membrana endozomală, ionii de proton sunt eliberați în citoplasmă, activând TRIM25. Acești ioni acționează ca semnal de alarmă pentru celulă în fața ARN-ului străin, declanșând răspunsuri de apărare.
Este primul studiu care demonstrează că ionii de proton servesc drept molecule de semnalizare imunitară, oferind noi perspective asupra modului în care celulele se protejează de ARN-ul exogen.
„Pentru a îmbunătăți terapiile ARNm, trebuie să înțelegem cum reacționează celulele la vaccinuri. Este esențial să găsim metode de a evita mecanismele de apărare celulară și de a folosi eficient sistemul endozomal”, a subliniat dr. Kim V. Narry importanța înțelegerii acestor procese.
Această cercetare nu doar că deschide calea pentru o livrare mai eficientă a vaccinurilor ARNm, ci oferă și o bază pentru dezvoltarea viitoarelor terapii ARN. Rezultatele subliniază importanța intervenției timpurii și oferă direcții noi pentru tratamente mai eficiente în diverse boli.
