Τις τελευταίες ημέρες ακούμε αρκετά συχνά τον όρο «RNA» χάρη στα εμβόλια της COVID-19 που ανέπτυξαν οι εταιρίες Pfizer και Moderna. Ωστόσο, οι χρήσεις του RNA δεν περιορίζονται στα εμβόλια.
Το RNA ή ριβονουκλεϊκό οξύ, βρίσκεται σε κάθε κύτταρο του οργανισμού και παίζει σημαντικό ρόλο στη ροή της γενετικής πληροφορίας.
Το mRNA ή αγγελιαφόρο RNA αντιγράφει και μεταφέρει τις γενετικές οδηγίες από το DNA στα εργοστάσια παραγωγής πρωτεϊνών του κυττάρου, δηλαδή τα ριβοσώματα. Τα τελευταία παράγουν τα βιολογικά συστατικά που είναι απαραίτητα για την επιβίωση του κυττάρου.
Το RNA βοηθά επίσης στο συντονισμό άλλων βιομορίων, ενώ καθοδηγεί και τη δράση ορισμένων πρωτεϊνών. Οι παραπάνω λειτουργίες καθιστούν το RNA απαραίτητο για τη λειτουργία του κυττάρου.
Οι πολλαπλές δράσεις του RNA, καθώς και το γεγονός ότι έχει σχετικά απλή μοριακή δομή (επομένως μπορεί να αναγνωστεί ευκολότερα από τους επιστήμονες), έχουν καταστήσει το RNA ιδιαίτερα χρήσιμο στην ανάπτυξη μίας σειράς νέων τεχνολογιών, μεταξύ των οποίων και η γνωστή μας CRISPR.
Σε ποια πεδία της έρευνας χρησιμοποιείται, όμως, σήμερα το RNA;
Εμβόλια
Τα mRNA εμβόλια που χρησιμοποιούνται σήμερα στην πρόληψη της COVID-19 είναι τα πρώτα εμβόλια του είδους τους που λαμβάνουν έγκριση για ευρεία χρήση στον άνθρωπο.
Ωστόσο, τα εμβόλια αυτά εξετάζονται εδώ και περισσότερο από 10 χρόνια για την πρόληψη των λοιμώξεων από ιούς, αλλά και στην αντιμετώπιση του καρκίνου. Τα εμβόλια mRNA περιέχουν μία συγκεκριμένη αλληλουχία mRNA η οποία, μετά την είσοδό της στον οργανισμό, επάγει την παραγωγή μίας συγκεκριμένης, ακίνδυνης πρωτεΐνης του SARS-CoV-2 από τα ριβοσώματα. Ακολούθως, τα κύτταρα παρουσιάζουν την πρωτεΐνη αυτή στην επιφάνειά τους, γεγονός που μπορεί να προστατεύσει τον οργανισμό από τον ιό, σε μία μελλοντική μόλυνση.
Τα τυπικά εμβόλια περιέχουν συνήθως εξασθενημένους ιούς ή τμήματά τους προκειμένου να προκαλέσουν ανοσιακή απόκριση. Ο ίδιος στόχος μπορεί να επιτευχθεί με τη χορήγηση μίας αλληλουχίας RNA που περιέχει τις οδηγίες για την παρασκευή παραπάνω τμημάτων από τα κύτταρα του οργανισμού.
Ωστόσο, μία από τις μεγαλύτερες δυσκολίες που κλήθηκε να ξεπεράσει η ανάπτυξη φαρμάκων ή εμβολίων mRNA είναι η σχετική αστάθεια των παραπάνω μορίων. Το mRNA αποσυντίθεται ταχέως όταν εκτεθεί σε ορισμένα κοινά ένζυμα και χημικές ουσίες του οργανισμού, επομένως πρέπει να διατηρείται σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, σε ορισμένες περιπτώσεις κάτω από τους -70 βαθμούς Κελσίου.
Διαγνωστικές Εξετάσεις
Το RNA χρησιμοποιείται τα τελευταία χρόνια στη διάγνωση αρκετών νόσων. Η υγρή βιοψία, η οποία γίνεται με ένα δείγμα αίματος, ουσιαστικά εξετάζει τα επίπεδα συγκεκριμένων RNA. Με τον τρόπο αυτό μπορεί να διαγνώσει αρκετές νόσους (όπως ο καρκίνος, τα νευροεκφυλιστικά νοσήματα και η καρδιαγγειακή νόσος) σε πρώιμα στάδια.
Ένα άλλο πλεονέκτημα του RNA σε σχέση με τις βιοψίες είναι ότι η συλλογή δείγματος είναι ευκολότερη, λιγότερο επώδυνη για τον ασθενή και δεν ενέχει κινδύνους. Αντίθετα, οι βιοψίες δέρματος, οργάνων ή οστών είναι πιο επεμβατικές και επιβαρύνουν περισσότερο τους ασθενείς, χωρίς να είναι στείρες κινδύνου.
Τέλος, σε ένα δείγμα αίματος μπορούμε να εξετάσουμε παράλληλα αρκετούς διαφορετικούς βιοδείκτες, γεγονός που επιτρέπει πιο ακριβείς διαγνώσεις, αλλά και καλύτερη παρακολούθηση της πρόγνωσης μίας νόσου.
Ανάπτυξη Φαρμάκων
Η τεχνολογία του RNA χρησιμοποιείται επίσης στην ανάπτυξη φαρμάκων.
Σήμερα, έχουμε παρασκευάσει φάρμακα τα οποία στοχεύουν συγκεκριμένες δράσεις του RNA. Τα φάρμακα αυτά μπορούν να τροποποιηθούν κατάλληλα, καθώς οι επιστήμονες έχουν πρόσβαση σε δεδομένα σχετικά με συγκεκριμένες αλληλουχίες από διάφορες βάσεις δεδομένων. Προς το παρόν, τα φάρμακα που στοχεύουν το RNA έχουν δείξει πολύ θετικά δείγματα για την αντιμετώπιση αρκετών σπανίων νοσημάτων για τις οποίες μέχρι σήμερα δεν υπήρχε καμία θεραπεία, όπως για παράδειγμα η νόσος του Huntington.
Μία άλλη προσέγγιση περιλαμβάνει το σχεδιασμό φαρμάκων που στοχεύουν το RNA και τροποποιούν ή αναστέλλουν την έκφραση γονιδίων ή την παραγωγή πρωτεϊνών. Αρκετά από τα παραπάνω φάρμακα χρησιμοποιούνται σήμερα στην αντιμετώπιση ιών, στη θεραπεία νευροεκφυλιστικών νόσων ή στην ανάπτυξη εξατομικευμένων θεραπειών.
Μία προσέγγιση που δεν έχει εγκριθεί ακόμα, αλλά έχει δείξει προς το παρόν καλά δείγματα, αφορά τη χρησιμοποίηση του RNA για τον αποκλεισμό συγκεκριμένων γονιδίων στην αντιμετώπιση αρκετών νόσων. Αυτή τη στιγμή διεξάγονται αρκετές μελέτες που εξετάζουν την αποτελεσματικότητα της παραπάνω προσέγγισης στην αντιμετώπιση διαφόρων νόσων, μεταξύ των οποίων η αμυλοείδωση, η οξεία ηπατική πορφύρα και ορισμένες μορφές καρκίνου.
Την τελευταία δεκαετία έχουν γίνει μεγάλες επενδύσεις στην ανάπτυξη RNA θεραπειών, με αποτέλεσμα να υπάρχει ταχεία εξέλιξη στο συγκεκριμένο πεδίο της έρευνας. Αν οι κλινικές δοκιμές που εξετάζουν την αποτελεσματικότητα και ασφάλεια των παραπάνω θεραπειών ολοκληρωθούν επιτυχώς, τότε πολύ σύντομα θα έχουμε μία νέα γενιά πιο εξειδικευμένων και αποτελεσματικών φαρμάκων.