• Anasayfa

Moleküler biyolojinin merkezi dogmasının temel adımı, mRNA’nın DNA’dan bilgi taşıması ve protein sentez mekanizmalarına aktarılmasıdır. İnsan vücudunun hemen hemen her işlevi (normal ve hastalıkla ilgili) farklı proteinler tarafından gerçekleştirildiğinden, protein molekülleri çok önemlidir. İlginç bir şekilde, mRNA, DNA ile eşit derecede olmalıdır, çünkü mRNA mevcut değilse insan vücudu genetik kodu asla kullanmaz veya proteinler asla sentezlenmez. Ayrıca, insan vücudunun normal fizyolojik işleyişi, terapötik proteinlerin aşağı regülasyonu veya proteinlerle ilişkili hastalıkların yukarı regülasyonu ve yabancı proteinlerin girişi hastalık durumuna yol açar. Farklı proteinlerle ilişkili önemli fonksiyonel rol, nihayetinde protein hedefli ilaçların veya tedavilerin geliştirilmesine yönelik ipuçları verir.

Protein hedeflemedeki çeşitli zorluklar nedeniyle, araştırmacılar DNA tabanlı gen terapisine geçmişlerdir. Bununla birlikte, genom entegrasyonunun ve geçici doğanın güdük olasılığı, kliniklerde kullanımını zorlaştırmaktadır. Öte yandan mRNA, bu iki ana tuzağın (hedefleme ve genom entegrasyonu) üstesinden gelen ve geleneksel gen terapisi stratejilerine güçlü bir alternatif olarak ortaya çıkan bir moleküldür. Ek olarak, tüm post-translasyonel modifikasyonlarla uygun şekilde katlanmış olgun terapötik proteini geri getiren protein sentezi için doğal veya büyüyen hücre mekanizmalarını kullanır, böylece rekombinant proteinlere göre daha iyi fırsatlar sunar. MRNA terapilerine dayalı tedavi stratejileri, spesifik mRNA sekanslarının hastanın vücuduna uygulanmasını ve hastalığın ilerlemesine dahil olan spesifik proteinleri sentezlemek için hücresel mekanizmanın kullanılmasını içerir. Bu yöntem, aşağı regülasyonu hastalıkla ilişkili olan spesifik proteinleri aşırı eksprese etmek için kullanılabildiğinden ve spesifik antijenlerin ekspresyonunu indükler. Bu nedenle antijenik bir yanıt ortaya çıkarmak için kullanılabildiğinden birçok durumda uygulanabilir.

MRNA Platformları ve Akciğer Kanseri Tedavisinde (LC) MRNA Aşıları

Bununla birlikte, ilk çalışmalar, in vitro kopyalanmış ve sentezlenmiş mRNA moleküllerinin nükleazlara kolayca erişilebildiklerinden ve toll benzeri reseptörler (TLR’ler) tarafından kolayca tespit edildiklerinden ve doğuştan gelen immün yanıtı oluşturan dendritik hücreleri (DC’ler) aktive ettiklerinden daha az kararlı olduklarını ileri sürülmüştür. Kariko ve ekibi tarafından yapılan bir çalışmada, sentetik mRNA’larla ilişkili immünojenik yanıtları anlamak için araştırmacılar, RNA nükleositlerinde çeşitli modifikasyonları dâhil etmişlerdir. Memeli RNA nükleositlerinin modifikasyonunun, bu modifiye mRNA’lara maruz kalan immünomodülatör sinyalleri, DC’lerin, maruz kalan DC’lere kıyasla aktivasyonu ve sitokin üretimini azalttığı bulunmuştur. Bu aynı zamanda insan vücudunun bakteriyel veya diğer yabancı memeli olmayan RNA’lara doğuştan gelen bağışıklık tepkisi tarafından kullanılan bir savunma mekanizmasıdır. Bu organizmalar, hücreleri ve DC’leri eksprese eden TLR’leri potansiyel olarak aktive eden daha az miktarda modifiye nükleosit içerir. Bu nedenle nükleositlerdeki modifikasyonlar, DC’lerin RNA aracılı aktivasyonunun üstesinden gelir. Bu yaklaşım, mRNA tabanlı tedavilerin tasarımını ve geliştirilmesini potansiyel olarak etkileyebilir.

RNA molekülleri sentezlerinin ardından hücrelerde stabilitelerini, dağılımlarını ve diğer transkripsiyon sonrası olayları etkileyen 150’den fazla farklı kimyasal modifikasyona uğrayabilir. Ayrıca toplu olarak, bu modifikasyonlar epitranscriptome veya RNA epigenetik modifikasyonları olarak bilinir. Yaygın olarak modifiye edilmiş mRNA nükleositlerinden bazıları N6-metiladenosin (m6A), 5-metilsitidin (m5C), N7-metilguanosin (m7G), psödouridin (s2U), inosin ve birçok -O-metillenmiş nükleosittir. Her kimyasal modifikasyon, m6A mRNA dönüşümünü arttırır, embriyonik kök hücre gelişimini düzenler, RNA bozunmasını destekler, mRNA öncesi birleştirme, adipogenez ve prostat kanseri kemik metastazı gibi spesifik bir rol oynar. Benzer şekilde s2U, RNA’nın yapısını düzenler, stabiliteyi arttırır ve çeviri verimliliğini değiştirirken, m5C kodonun yeniden bağlanmasını indükler ve diğer modifikasyonlarla kombinasyon halinde miRNA hedeflemesine rehberlik eder.

Çeviri için ribozomlar, başlangıç kodonunu belirlemek için Kozak dizileri içinde 5 UTR’de mRNA transkriptlerini tarar. Ancak 5 UTR uzunluğu, cis elementlerin varlığı ve m6A ribozom taramasını modüle eder ve son olarak translasyonel verimliliği düzenler. İlginç bir şekilde, 5 ‘UTR’lerinde m6A’yı tutan bazı transkriptler, 5’ UTR m6A’nın ökaryotik başlatma faktörü 3 (eIF3) ile doğrudan bağlanması nedeniyle 5 ‘başlıktan bağımsız bir şekilde çevrilebilir. Adenozinde N6-metilasyonun inhibisyonu spesifik olarak 5’UTR m6A’dan oluşan mRNA transkriptlerinin çevirisini azaltır. Kapaktan bağımsız translasyon mekanizması, ısı şoku proteini 70 (Hsp70) mRNA için çalışıldı ve hücresel stresin, transkriptom Hsp70’te m6A’nın global bir yeniden düzenlenmesini indüklediği ve 5 ‘UTR’de m6A ile daha fazla mRNA oluşturduğu gözlemlenmiştir. Bu nedenle, 5 ‘UTR’deki m6A, 5’ başlık bağlayıcı proteinlerin bağımlılığını atlayarak stres koşulları altında mRNA’yı çevirmeye yardımcı olur. Bu tür RNA modifikasyonlarının terapötik RNA’lar ve mRNA’lar tasarlanırken ve optimize edilirken dâhil edilebileceğini gösterir.