Terapötik proteinler üretmek üzere hücreleri uyarabilen Messenger RNA, çeşitli hastalıkların tedavisi için büyük umut vaat etmektedir. Şimdiye kadar bu yaklaşımın önündeki en büyük engel, mRNA moleküllerini hedef hücrelere iletmenin güvenli ve verimli yollarını bulmaktı.
Akciğer hastalığı için yeni tedavilere yol açabilecek bir ilerlemede, MIT araştırmacıları; solunabilir mRNA formu tasarladılar. Araştırmacılar, bu aerosolün; kistik fibroz gibi hastalıkların tedavisine yardımcı olmak için doğrudan akciğerlere uygulanabileceğini söylüyor.
MIT‘nin Koch Tümleşik Kanser Araştırma Enstitüsü’nden MIT Kimya Mühendisliği Doçent Daniel Anderson: “mRNA’yı solunum yoluyla sunma yeteneğinin bir dizi farklı akciğer hastalığını tedavi etmemize olanak sağlayabileceğini düşünüyoruz.”
Araştırmacılar, bir hedef protein; bir biyolüminesan protein üretmek için farelerde akciğer hücrelerini indükleyebileceklerini gösterdi. Araştırmacılar, aynı başarı oranının; birçok akciğer hastalığını tedavi etmek için yeterince yüksek olabilecek terapötik proteinlerle elde edilebildiğini vurguluyor.
Solunumla Tedavi
Messenger RNA; hücreleri belirli proteinler üretmeleri için uyaran genetik talimatları kodlar. Birçok araştırmacı genetik hastalıkları veya kanseri tedavi edebilmek için mRNA’yı geliştirmeye çalışmakta; temel olarak hastaların kendi hücrelerini ilaç fabrikalarına dönüştürmektedir.
mRNA vücutta kolayca kırılabildiğinden, bir tür koruyucu taşıyıcı içinde taşınması gerekir. Anderson’ın laboratuvarı daha önce mRNA’yı karaciğer ve diğer organlara RNA etkileşimi (RNAi) adı verilen başka bir RNA terapisi türü sunabilecek materyaller tasarladı. Bunlardan bazıları hastalarda olası testler için daha da geliştiriliyor.
Bu çalışmada araştırmacılar; moleküllerin doğrudan akciğerlere iletilmesine izin verecek şekilde solunabilir bir mRNA formu oluşturmak istediler. Astım ve diğer akciğer hastalıkları için var olan birçok ilaç, özel olarak formüle edilmiştir. Böylece toz ilaç parçacıklarını püskürten bir soluma cihazı veya ilacı içeren, aerosol salınan bir nebülizatör* yoluyla solunabilirler.
MIT ekibi, aerosol iletimi sürecinde RNA’yı stabilize edebilecek bir materyal geliştirmek üzere yola çıktı. Daha önceki bazı araştırmacılar; akciğerlere solunabilir DNA’yı iletmek için polietilenimin (PEI) denilen bir materyal üzerinde çalışıyordu araştırdı. PEI üzerinde yapılan çalışmalarda; bu maddenin kolayca parçalanmadığını buldular. Bu nedenle mRNA terapileri için gerekli olacak olan, tekrarlanan dozlama ile polimer birikebilir ve yan etkilere neden olabilir.
Bu potansiyel yan etkilerden kaçınmak için araştırmacılar; PEI’den farklı olarak biyolojik olarak parçalanabilen, aşırı dallanmış poli (beta amino esterleri) adı verilen pozitif yüklü bir polimere döndüler.
Ökaryotik bir hücrede bir mRNA’nın “yaşam döngüsü”. RNA, çekirdekte kopyalanır; işleme, sitoplazmaya taşınır ve ribozom tarafından çevrilir. Son olarak, mRNA bozulur.
Laboratuvar ekibinin oluşturduğu parçacıklar; bir biyolüminesan protein olan lusiferazı şifreleyen polimer ve mRNA moleküllerinin karışık bir karışımı ile yaklaşık 150 nanometre çapında kürelerden oluşur. Araştırmacılar bu parçacıkları damlacıklarda durdurarak; onları bir nebülizatör kullanarak, solunabilir bir sis şeklinde farelere verdiler.
Patel: “Solunum, akciğerlere basit ama etkili bir dağıtım yolu olarak kullanılır. Aerosol damlacıkları solunduğunda, her damlacık içinde bulunan nanoparçacıklar, hücrelere girer ve mRNA’dan belirli bir protein yapmasını ister.”
Araştırmacılar, 24 saat sonra farelerin mRNA’yı soluduktan sonra akciğer hücrelerinin biyolüminesan protein ürettiğini buldu. mRNA temizlenirken protein miktarı zaman içinde yavaş yavaş düştü. Araştırmacılar, kronik akciğer hastalığını tedavi etmek için uyarlanırsa; gerekli olabilecek farelere tekrarlanan dozları vererek protein düzeylerini sabit tutabilmişlerdir.
Geniş Alanda Dağıtım
Akciğerlerin daha ileri analizleri, mRNA’nın akciğerlerin beş lobuna eşit şekilde dağıldığını ve esas olarak akciğer yüzeylerini kaplayan epitelyal akciğer hücreleri tarafından alındığını ortaya koydu. Bu hücreler kistik fibrozun yanı sıra; yüzey aktif madde proteinindeki bir eksiklikten kaynaklanan solunum sıkıntısı sendromu gibi, diğer akciğer hastalıklarına da neden olmaktadır. Imperial College London’daki yeni laboratuvarında Patel; mRNA tabanlı terapötik maddeleri daha fazla araştırmayı planlıyor.
Bu çalışmada, araştırmacılar ayrıca nanopartiküllerin bir toz halinde dondurularak, kurutulabileceğini ve bu da ilaçları hastalar için daha uygun hale getirebilecek nebülizatör yerine; bir solunum yoluyla vermenin mümkün olabileceğini ortaya koymuş olduklarını göstermiştir.
*Nebülizatör: Bir sıvının sprey halinde dağıtılmasını sağlayan aygıt.
Comments