Um novo método para síntese enzimática de potenciais terapêuticas de RNA
Síntese de RNA modificado com base usando DNA polimerases projetadas. Crédito:IOCB Praga Uma equipe de pesquisadores do IOCB Praga liderada pelo Prof. Michal Hocek desenvolveu um novo método para preparar ácido ribonucleico (RNA) contendo bases modificadas. O uso inovador de DNA polimerases projetadas, enzimas comumente usadas para a síntese de DNA, levou ao desenvolvimento de um método geral para a síntese de RNA modificado apenas em locais selecionados ou mesmo de RNA contendo várias modificações em todos os blocos de construção de nucleotídeos.
Isto abre a porta para aplicações na biologia química e, numa perspectiva mais longa, na terapia de doenças até então incuráveis. O artigo foi publicado na revista Nature Communications .
Os pesquisadores usaram duas DNA polimerases modificadas artificialmente, conhecidas por serem capazes de sintetizar RNA. Na natureza, as DNA polimerases sintetizam apenas DNA, enquanto as RNA polimerases produzem RNA. A equipe de Hocek desenvolveu um procedimento para preparar RNA modificado com vantagens significativas em relação ao método comumente disponível, a transcrição in vitro com RNA polimerase viral T7, que, por exemplo, é usada na produção de vacinas de mRNA conhecidas.
As DNA polimerases modificadas podem incorporar virtualmente qualquer modificação em qualquer sequência de RNA, mesmo apenas em locais específicos selecionados, precisamente onde a modificação dada é necessária. A RNA polimerase T7 comumente usada só pode incorporar a base modificada em todas as posições do RNA, mas não em um local precisamente designado. Portanto, se o RNA requer modificação específica do local, a transcrição clássica in vitro falha e é necessário um método diferente.
E foi exatamente isso que a equipe do IOCB desenvolveu, um método que em muitos aspectos é comparável à transcrição in vitro comumente usada, ao mesmo tempo que elimina a maioria de suas armadilhas e oferece possibilidades completamente novas. Agora, várias sondas específicas de RNA podem ser preparadas para o estudo da biologia do RNA, que atualmente é um tema muito quente. A longo prazo, no entanto, há uma grande promessa para aplicações terapêuticas, especialmente para a terapêutica de mRNA.
Os pesquisadores escolheram duas posições específicas no mRNA para modificações e descobriram que elas levaram a um aumento significativo na produção de certas proteínas. Esta é uma excelente notícia para o desenvolvimento de potenciais medicamentos de mRNA. Se o ARNm modificado desta forma pudesse ser introduzido nas células, seria possível desencadear a produção de uma proteína que falta ao corpo ou que é defeituosa. "Nosso método pode levar ao desenvolvimento de terapias para o tratamento de muitas doenças, incluindo o câncer e algumas doenças genéticas causadas por uma proteína com defeito ou em falta. Ele permite a substituição de uma proteína em falta ou com mau funcionamento", diz Hocek. “A terapia com RNA é uma tecnologia poderosa e pode emergir como uma das principais direções do desenvolvimento de medicamentos nos próximos dez anos”.
O desafio é como garantir que existe a quantidade certa de proteína – nem escassa nem excessiva – no momento certo. Na maioria dos casos, se houver muitas proteínas em excesso, elas são prejudiciais ao corpo. É por isso que o mRNA se decompõe naturalmente rapidamente na célula e todo o processo é regulado de maneira muito precisa pelo corpo.
Segundo Hocek, o método deles não substituirá a clássica transcrição in vitro. No entanto, se houver necessidade de modificações específicas ocorrerem apenas em locais de RNA selecionados, então a vantagem estará no novo método do IOCB Praga.
