A medida que los científicos adquieren conocimientos sobre qué genes provocan enfermedades, están persiguiendo la siguiente pregunta lógica:¿Se pueden desarrollar tecnologías de edición de genes para tratar o incluso curar esas enfermedades? Gran parte de ese esfuerzo se ha centrado en el desarrollo de tecnologías como CRISPR-Cas9, un sistema a base de proteínas.

En el campus del Instituto de Investigación Scripps en Florida, el químico Matthew D. Disney, Doctor., ha adoptado un enfoque diferente, desarrollar una herramienta basada en moléculas pequeñas que actúa sobre el ARN para eliminar selectivamente ciertos productos génicos.

La herramienta de eliminación de Disney abre la posibilidad de crear medicamentos que se pueden tomar convenientemente como píldoras para corregir enfermedades genéticas, al destruir productos genéticos tóxicos, y controlando químicamente los mecanismos de defensa del organismo. El papel, "Reclutamiento dirigido a moléculas pequeñas de una nucleasa a ARN, "fue publicado en línea por Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

"Estos estudios, como mucha ciencia, fueron aproximadamente una década en la fabricación. Estamos muy emocionados de ver cómo evoluciona esta aplicación inicial, ", Dice Disney." Esta investigación muestra además que el ARN es de hecho un objetivo viable para fabricar medicamentos ".

Los ARN representan un grupo diverso de moléculas dentro de las células que actúan como trabajadores de las células, leyendo, regulando y expresando las instrucciones genéticas del ADN. Dentro de nuestras células Los ARN están en constante movimiento. Ellos ensamblan cumplen con sus deberes, y luego se descomponen para su reciclaje por enzimas que degradan el ARN, que son tijeras químicas que cortan otras moléculas.

Mientras que alrededor del 2 por ciento de nuestro genoma codifica proteínas, 70 a 80 por ciento del genoma se transcribe en ARN, potencialmente ofreciendo objetivos significativamente más drogadictos, Disney dice. Hasta hace poco, sin embargo, la mayoría de los investigadores consideraban que los ARN no se podían drogar, debido a su pequeño tamaño y relativa falta de estabilidad.

La innovación de Disney une una molécula parecida a una droga, una diseñada para unirse de manera precisa y selectiva a un ARN específico, a una enzima común que degrada el ARN. El complejo de molécula pequeña / enzima está diseñado para adherirse al producto génico indeseable y destruirlo. Disney nombró la tecnología RIBOTAC, abreviatura de "quimeras dirigidas a ribonucleasas".

Para probar la tecnología RIBOTAC, Disney eligió para su enzima RNase L que degrada el ARN, que es una parte fundamental de la respuesta inmunitaria antiviral humana. Presente en pequeñas cantidades en cada celda, La producción de RNasa L típicamente surge en la infección viral para destruir el ARN viral y superar la enfermedad.

Para la otra pieza del complejo RIBOTAC, su molécula parecida a una droga, Disney eligió Targaprimir-96, una molécula diseñada por su laboratorio en 2016 para unirse con un oncogén microARN conocido por impulsar la proliferación de células cancerosas, especialmente en el cáncer de mama triple negativo difícil de tratar, miARN-96.

La destrucción del oncogén condujo a un despertar del programa innato de autodestrucción de la célula cancerosa. a través de un aumento en el gen FOXO1, que finalmente estimuló la muerte de las células malignas, dice Matthew G. Costales, primer autor del artículo y estudiante de posgrado en el laboratorio de Disney.

"Anclando nuestro trabajo anterior con Targaprimir-96 al reclutamiento específico de RNase L, pudimos programar el enfoque de RIBOTAC para degradar solo las células que expresan altamente el oncogén miARN-96, permitiendo así que FOXO1 señale la destrucción selectiva de las células de cáncer de mama triple negativo, "dice Costales.

Despertar la capacidad del cuerpo para matar su propio cáncer mediante la explotación del sistema de degradación del ARN de las células ofrece un enfoque novedoso para atacar el cáncer. Disney dice. La tecnología RIBOTAC tiene aplicaciones potencialmente amplias para el cáncer y otras enfermedades impulsadas por genes también, él dice.

"Creo que esto es solo la punta del iceberg de cómo se aplicará finalmente este enfoque, "dice Disney.

El laboratorio de Disney ha pasado muchos años desarrollando un método computacional llamado Inforna para hacer coincidir los ARN con la estabilidad y estructura adecuadas para los pequeños, moléculas parecidas a fármacos capaces de unirse a ellos. Su técnica condujo al desarrollo de Targaprimir-96 y muchos otros compuestos modificadores de la enfermedad, algunos de los cuales ahora se están moviendo hacia el desarrollo clínico.

"Dado que ahora se sabe que el ARN es un factor clave en casi todas las enfermedades, La optimización de este enfoque que convierte las defensas naturales de una célula hacia la destrucción de los ARN que causan enfermedades probablemente sea ampliamente aplicable. Estaremos enfocados con láser en enfermedades para las que no hay cura conocida y tienen un mal pronóstico, como cánceres difíciles de tratar y enfermedades genéticas humanas incurables, ", Dice Disney." Estoy emocionado de ver a dónde nosotros y otros finalmente llevamos esto ".