Ricercatori presso la Chalmers University of Technology, Svezia, sono riusciti a sviluppare un metodo per etichettare le molecole di mRNA, e quindi seguire, in tempo reale, il loro percorso attraverso le cellule, utilizzando un microscopio, senza alterare le loro proprietà o la successiva attività. La svolta potrebbe essere di grande importanza per facilitare lo sviluppo di nuovi farmaci a base di RNA.

Le terapie a base di RNA offrono una gamma di nuove opportunità per prevenire, trattare e potenzialmente curare le malattie. Ma attualmente, la consegna di RNA terapeutica nella cellula è inefficiente. Affinché le nuove terapie realizzino il loro potenziale, le modalità di consegna devono essere ottimizzate. Ora, un nuovo metodo, recentemente presentato nell'apprezzatissimo Giornale della Società Chimica Americana , può fornire un pezzo importante del puzzle per superare queste sfide e portare lo sviluppo a un importante passo avanti.

"Dal momento che il nostro metodo può aiutare a risolvere uno dei maggiori problemi per la scoperta e lo sviluppo di farmaci, vediamo che questa ricerca può facilitare un cambiamento di paradigma dai farmaci tradizionali alle terapie a base di RNA, "dice Marcus Wilhelmsson, Professore presso il Dipartimento di Chimica e Ingegneria Chimica della Chalmers University of Technology, e uno dei principali autori dell'articolo.

Rendere fluorescente l'mRNA senza alterare la sua attività naturale

La ricerca alla base del metodo è stata condotta in collaborazione con chimici e biologi di Chalmers e l'azienda biofarmaceutica AstraZeneca, attraverso il loro centro di ricerca comune, FormulaEx, nonché un gruppo di ricerca presso l'Istituto Pasteur, Parigi.

Il metodo prevede la sostituzione di uno degli elementi costitutivi dell'RNA con una variante fluorescente, quale, a parte questa caratteristica, mantiene le proprietà naturali della base originale. Le unità fluorescenti sono state sviluppate con l'aiuto di una chimica speciale, e i ricercatori hanno dimostrato che può quindi essere utilizzato per produrre RNA messaggero (mRNA), senza alterare la capacità dell'mRNA di essere tradotto in una proteina a velocità naturale. Si tratta di una svolta che non è mai stata realizzata con successo prima d'ora. La fluorescenza consente inoltre ai ricercatori di seguire le molecole di mRNA funzionali in tempo reale, vedere come vengono assorbiti nelle cellule con l'aiuto di un microscopio.

Una sfida quando si lavora con l'mRNA è che le molecole sono molto grandi e cariche, ma allo stesso tempo fragile. Non possono entrare direttamente nelle celle e devono quindi essere confezionate. Il metodo che fino ad oggi si è dimostrato di maggior successo utilizza goccioline molto piccole note come nanoparticelle lipidiche per incapsulare l'mRNA. C'è ancora un grande bisogno di sviluppare nanoparticelle lipidiche nuove e più efficienti, qualcosa su cui stanno lavorando anche i ricercatori di Chalmers. Per poterlo fare, è necessario capire come l'mRNA viene assorbito dalle cellule. La capacità di monitorare, in tempo reale, il modo in cui le nanoparticelle lipidiche e l'mRNA sono distribuiti attraverso la cellula è quindi uno strumento importante.

"Il grande vantaggio di questo metodo è che ora possiamo vedere facilmente dove va l'mRNA consegnato nella cellula, e in quali cellule si forma la proteina, senza perdere la capacità di traduzione proteica naturale dell'RNA, "dice Elin Esbjörner, Professore Associato presso il Dipartimento di Biologia e Biotecnologie e secondo autore principale dell'articolo.

Informazioni cruciali per ottimizzare la scoperta di farmaci

I ricercatori in questo settore possono utilizzare il metodo per acquisire una maggiore conoscenza di come funziona il processo di assorbimento, accelerando e snellendo così il processo di scoperta dei nuovi farmaci. Il nuovo metodo fornisce una conoscenza più accurata e dettagliata rispetto ai metodi attuali per lo studio dell'RNA al microscopio.

"Fino ad ora, non è stato possibile misurare la velocità e l'efficienza naturali con cui l'RNA agisce nella cellula. Ciò significa che ottieni risposte sbagliate alle domande che poni quando cerchi di sviluppare un nuovo farmaco. Per esempio, se vuoi una risposta alla velocità con cui si svolge un processo, e il tuo metodo ti dà una risposta che è un quinto della corretta, la scoperta di farmaci diventa difficile, " spiega Marcus Wilhelmsson.

Quando i ricercatori hanno capito quale differenza poteva fare il loro metodo e quanto fosse importante la nuova conoscenza per il campo, hanno reso disponibili i loro risultati il ​​più rapidamente possibile. Recentemente, la Royal Swedish Academy of Engineering Sciences (IVA) ha incluso il progetto nella sua lista annuale di 100 e lo ha anche evidenziato come particolarmente importante per aumentare la resilienza della società alle crisi. Per garantire un'utile commercializzazione del metodo, i ricercatori hanno presentato una domanda di brevetto e stanno progettando una società spin-off, con il supporto dell'incubatore d'impresa Chalmers Ventures e del Chalmers Innovation Office.