Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers, Suecia, han logrado desarrollar un método para marcar moléculas de ARNm, y así seguir, en tiempo real, su camino a través de las células, utilizando un microscopio, sin afectar sus propiedades o actividad posterior. El avance podría ser de gran importancia para facilitar el desarrollo de nuevos medicamentos basados ​​en ARN.

Las terapias basadas en ARN ofrecen una gama de nuevas oportunidades para prevenir, tratar y potencialmente curar enfermedades. Pero actualmente la administración de agentes terapéuticos de ARN en la célula es ineficaz. Para que las nuevas terapias alcancen su potencial, los métodos de entrega deben optimizarse. Ahora, un nuevo método, presentado recientemente en el prestigioso Revista de la Sociedad Química Estadounidense , puede proporcionar una pieza importante del rompecabezas para superar estos desafíos y llevar el desarrollo un gran paso adelante.

"Dado que nuestro método puede ayudar a resolver uno de los mayores problemas para el descubrimiento y desarrollo de fármacos, vemos que esta investigación puede facilitar un cambio de paradigma de los medicamentos tradicionales a la terapéutica basada en ARN, "dice Marcus Wilhelmsson, Profesor del Departamento de Química e Ingeniería Química de la Universidad Tecnológica de Chalmers, y uno de los principales autores del artículo.

Hacer que el ARNm sea fluorescente sin afectar su actividad natural

La investigación detrás del método se ha realizado en colaboración con químicos y biólogos de Chalmers y la empresa biofarmacéutica AstraZeneca. a través de su centro de investigación conjunto, FoRmulaEx, así como un grupo de investigación en el Instituto Pasteur, París.

El método implica reemplazar uno de los componentes básicos del ARN con una variante fluorescente, cuales, aparte de esa característica, mantiene las propiedades naturales de la base original. Las unidades fluorescentes se han desarrollado con la ayuda de una química especial, y los investigadores han demostrado que luego se puede utilizar para producir ARN mensajero (ARNm), sin afectar la capacidad del ARNm para traducirse en una proteína a una velocidad natural. Esto representa un avance que nunca antes se había logrado con éxito. Además, la fluorescencia permite a los investigadores seguir moléculas de ARNm funcionales en tiempo real, viendo cómo se incorporan a las células con la ayuda de un microscopio.

Un desafío al trabajar con ARNm es que las moléculas son muy grandes y están cargadas, pero al mismo tiempo frágil. No pueden entrar directamente en las celdas y, por lo tanto, deben empaquetarse. El método que ha demostrado ser más exitoso hasta la fecha utiliza gotitas muy pequeñas conocidas como nanopartículas de lípidos para encapsular el ARNm. Todavía existe una gran necesidad de desarrollar nanopartículas de lípidos nuevas y más eficientes, algo en lo que también están trabajando los investigadores de Chalmers. Para poder hacer eso, es necesario comprender cómo se capta el ARNm en las células. La capacidad de monitorear, en tiempo real, La forma en que las nanopartículas lipídicas y el ARNm se distribuyen a través de la célula es, por tanto, una herramienta importante.

"El gran beneficio de este método es que ahora podemos ver fácilmente en qué parte de la célula va el ARNm entregado, y en qué células se forma la proteína, sin perder la capacidad natural de traducción de proteínas del ARN, "dice Elin Esbjörner, Profesor asociado del Departamento de Biología y Biotecnología y segundo autor principal del artículo.

Información crucial para optimizar el descubrimiento de fármacos

Los investigadores en esta área pueden utilizar el método para obtener un mayor conocimiento de cómo funciona el proceso de captación, acelerando y agilizando así el proceso de descubrimiento de nuevos medicamentos. El nuevo método proporciona un conocimiento más preciso y detallado que los métodos actuales para estudiar el ARN bajo un microscopio.

"Hasta ahora, no ha sido posible medir la tasa natural y la eficiencia con la que actúa el ARN en la célula. Esto significa que obtiene respuestas incorrectas a las preguntas que hace cuando intenta desarrollar un nuevo medicamento. Por ejemplo, si desea una respuesta a la velocidad a la que se lleva a cabo un proceso, y su método le da una respuesta que es una quinta parte de la correcta, el descubrimiento de fármacos se vuelve difícil, "explica Marcus Wilhelmsson.

Cuando los investigadores se dieron cuenta de la diferencia que podía hacer su método y de la importancia del nuevo conocimiento para el campo, pusieron sus resultados a disposición lo antes posible. Recientemente, la Real Academia Sueca de Ciencias de la Ingeniería (IVA) incluyó el proyecto en su lista anual de 100 y también lo destacó como particularmente importante para aumentar la resiliencia social a las crisis. Para asegurar una comercialización útil del método, los investigadores han presentado una solicitud de patente y están planificando una empresa derivada, con el apoyo de la incubadora de empresas Chalmers Ventures y la Oficina de Innovación de Chalmers.