Graças às novas vacinas de RNA, nós, humanos, conseguimos nos proteger incrivelmente rapidamente de novos vírus como o SARS-CoV-2, o vírus que causa o COVID-19. Essas vacinas inserem um pedaço de material genético efêmero nas células do corpo, que então lêem seu código e produzem uma proteína específica – neste caso, “picos” reveladores que atingem a parte externa do coronavírus – preparando o sistema imunológico para combater futuros invasores .
A técnica é eficaz e promissora para todos os tipos de terapias, diz Eerik Kaseniit, Ph.D. estudante de bioengenharia em Stanford. No momento, porém, esses tipos de terapias de RNA não podem se concentrar em células específicas. Uma vez injetados no corpo, eles produzem indiscriminadamente a proteína codificada em cada célula em que entram. Se você quiser usá-los para tratar apenas um tipo de célula – como aquelas dentro de um tumor canceroso – você precisará de algo mais preciso.

Kaseniit e seu conselheiro, professor assistente de engenharia química Xiaojing Gao, podem ter encontrado uma maneira de tornar isso possível. Eles criaram uma nova ferramenta chamada "sensor" de RNA — uma fita de RNA feita em laboratório que revela seu conteúdo apenas quando entra em tecidos específicos do corpo. O método é tão exato que pode se concentrar em ambos os tipos de células e estados celulares, ativando apenas quando sua célula-alvo está criando um certo RNA, diz Gao. A dupla publicou suas descobertas em 5 de outubro na revista Nature Biotechnology .

"Pela primeira vez, você pode fazer diretamente apenas as células de interesse produzirem uma proteína em circunstâncias muito específicas", acrescenta Gao. "Esse tipo de precisão simplesmente não era possível anteriormente." A proteína produzida pode ser um antígeno – uma substância estranha que provoca uma resposta imune – como no caso das vacinas, uma enzima que restaura a função de uma célula quebrada, uma proteína fluorescente que pode ser usada para rastrear células específicas em um estudo de pesquisa, ou uma proteína que desencadeia a morte celular para remover células patogênicas ou indesejadas, entre outras possibilidades.

Aproveitando o sistema imunológico

O novo sistema do par, apelidado de RADAR, é essencialmente composto de duas seções:uma região "sensor" que se prende a RNAs específicos dentro do corpo e uma região de "carga útil" que uma célula lerá e converterá em uma proteína. As duas seções são separadas por um códon de parada, uma porção de sequência de RNA que torna inacessível um pedaço do código genético do RADAR.

Se a região do sensor do RADAR travar com sucesso em seu alvo, o códon de parada desaparecerá, tornando a região restante - sua "carga útil" - de repente legível. Em teoria, essa carga poderia conter instruções para produzir qualquer proteína, em qualquer tipo de célula, a qualquer momento.

O processo ocorre graças a um conjunto existente de enzimas chamado ADAR (Adenosina Deaminases Acting on RNA) - um subproduto de uma corrida armamentista viral em curso que se enfureceu no corpo humano por milênios, diz Gao.

Alguns vírus, como SARS-CoV-2, gripe e norovírus, são apenas uma casca de proteína com RNA aninhado dentro. No processo de replicação, esses vírus criam trechos muito longos de RNA de fita dupla. Como os vírus podem ter efeitos devastadores no corpo, nosso sistema imunológico aprendeu gradualmente a ver esses RNAs de fita dupla como uma ameaça e rapidamente os desligará.

"É uma espécie de sinal de perigo - se uma célula vê RNA de fita dupla, fica imediatamente assustada com isso", diz Kaseniit.

Em uma estranha reviravolta da evolução, porém, nossos próprios corpos também produzem RNA de fita dupla. Como os vírus nos atacaram ao longo de milênios, penetrando em nossas células e brincando com nossa maquinaria genética, alguns de seus genes foram absorvidos e incorporados ao nosso DNA. (Isso não é um acaso:aconteceu tantas vezes no passado que hoje o genoma humano é quase 8% de vírus.)

Para resolver esse problema, o ADAR evoluiu como uma espécie de sistema de "teste" - uma maneira de o corpo saber se um pedaço de RNA de fita dupla é amigo ou inimigo. Se encontrar um criado por nosso próprio genoma, o ADAR o edita levemente para parecer menos ameaçador, fazendo com que buracos ou lacunas se abram entre os dois fios, como remover alguns pontos no meio de uma costura de tecido. O sistema imunológico, que tem peixes maiores para fritar, prontamente ignora esse RNA de aparência esfarrapada e passa a lutar contra o verdadeiro inimigo.

O RADAR aproveita esse mecanismo. Quando seu módulo "sensor" se prende a uma molécula alvo específica (outro pedaço de RNA), o ADAR vê o par de fita dupla resultante como uma variedade amigável e inofensiva e o edita fielmente para que o sistema imunológico o ignore. No processo, ele apaga o minúsculo sinal molecular de "parada" que os pesquisadores construíram no meio da fita de RNA. Uma vez removida, a seção de carga útil do RADAR fica visível para a célula e o código que ela contém é transformado em uma proteína.

Potencial para novas terapias programáveis

No momento, Kaseniit, Gao e seus colaboradores ainda estão testando o RADAR em várias configurações, mas os resultados parecem promissores. Com os coautores da professora associada de engenharia química Elizabeth Sattely e os pós-doutorandos Diego Wengier e Will Cody, eles até tentaram em plantas, que naturalmente não têm sistemas ADAR – mas depois de adicionar enzimas ADAR à mistura, eles conseguiram obter os mesmos resultados. No futuro, dizem eles, a flexibilidade e a precisão do RADAR podem oferecer uma ferramenta valiosa tanto na pesquisa quanto na medicina, dando aos cientistas uma maneira de se concentrar em células específicas no laboratório ou administrar terapias dentro do corpo.

"Essa é a esperança e o sonho do RNA como plataforma, porque você pode simplesmente codificar qualquer proteína que quiser em um pedaço de RNA e as células a produzirão. Agora, com esses elementos de controle, podemos especificar em qual célula-alvo ela será ativada. Isso é muito poderoso", diz Kaseniit. + Explorar mais

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