Un pequeño cambio químico podría impulsar la próxima generación de medicamentos de ARN mensajero, desde vacunas contra enfermedades infecciosas hasta terapias frente al cáncer y las enfermedades autoinmunes.
Científicos de Johns Hopkins Medicine aseguran haber identificado una posible manera de que las terapias de ARN mensajero produzcan más proteína dentro de las células, un hallazgo que podría influir en el futuro en vacunas y tratamientos contra el cáncer, las enfermedades infecciosas y las patologías autoinmunes.
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El estudio, publicado en 'Nature', se centra en una modificación del ARN que se da de forma natural llamada N4-acetilcitidina, o ac4C. En la actualidad, la principal plataforma de ARN mensajero se basa en otra modificación, la N1-metilseudouridina, o m1Ψ, la tecnología utilizada en las vacunas de ARN mensajero frente a la COVID-19 y que ahora se investiga para otras aplicaciones médicas.
El equipo probó ambos enfoques en células dendríticas humanas cultivadas y en células hepáticas de ratón.
"Nuestros resultados muestran que ac4C hace que las células produzcan más proteínas terapéuticas para combatir las enfermedades que la plataforma de ARN mensajero estándar en la industria", explicó Bin Wu, profesor asociado de biofísica y bioquímica en la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. "Esto podría dar lugar con el tiempo a fármacos más eficaces que requieran dosis menores".
Existen más de 170 modificaciones conocidas del ARN, pero solo una pequeña parte se ha estudiado con fines terapéuticos en ARN mensajero, señala Wu. ac4C podría mejorar la traducción del ARN mensajero y, de este modo, acelerar y aumentar la producción de proteínas.
Dentro de las células, los ribosomas se desplazan a lo largo de las cadenas de ARN mensajero, leen las instrucciones genéticas y ensamblan proteínas. El equipo de Johns Hopkins constató que los ribosomas que avanzan sobre ARN mensajero modificado con ac4C se desplazaban casi el doble de rápido que los que trabajan sobre ARN mensajero modificado con m1Ψ.
La diferencia, señalan los científicos, puede asemejarse a un problema de tráfico. "Nuestras imágenes mostraron que los ribosomas se desplazan casi el doble de rápido sobre el ARN mensajero modificado con ac4C, lo que evita el atasco de ribosomas que podemos encontrarnos con la plataforma de ARN mensajero estándar de la industria", afirma Wu.
Esto podría tener importantes implicaciones para la industria del ARN mensajero si el hallazgo se confirma en investigaciones adicionales. Una de las ventajas de esta tecnología es su capacidad para indicar a las células que produzcan temporalmente una proteína concreta, pero la cantidad de proteína generada puede ser decisiva para que una terapia funcione de forma eficaz.
Si los investigadores logran que las células fabriquen más proteína a partir de la misma cantidad de ARN mensajero, las terapias futuras podrían alcanzar los efectos deseados con dosis más pequeñas. Esto sería relevante en una cartera de proyectos de ARN mensajero en expansión, que incluye vacunas contra enfermedades infecciosas y terapias experimentales diseñadas para estimular el sistema inmunitario frente al cáncer o modificar la respuesta inmunitaria en las enfermedades autoinmunes.
Por ahora, ac4C sigue siendo experimental.
Pero si el atasco molecular identificado por los investigadores resulta ser una limitación importante de las plataformas actuales de ARN mensajero, y si ac4C puede superarla con seguridad en organismos vivos, este descubrimiento podría convertirse en una pieza clave en la carrera por desarrollar la próxima generación de medicamentos basados en ARN mensajero.