O método Stitch RNA (StitchR) pode acelerar o desenvolvimento de novos medicamentos que podem tratar significativamente a Distrofia Muscular de Duchenne.
A perda do código de DNA que produz certas proteínas grandes que os músculos precisam para funcionar corretamente pode levar a condições que tornam os músculos fracos e atrofiados. Os tratamentos genéticos tentam fazer esse código voltar para o músculo, mas isso pode ser difícil porque o código de DNA é muito longo. Pesquisadores descobriram uma nova maneira de enviar o código. Agora ele será enviado em pedaços que serão colocados juntos dentro das células musculares. Isso pode levar a novos tratamentos genéticos que podem ajudar pessoas que estão perdendo músculos ou ficando mais fracas.
Índice
O problema do comprimento do DNA na terapia genética
A terapia genética foi criada para tratar uma série de doenças que fazem os músculos atrofiarem e ficarem mais fracos, mas ainda há muito trabalho sendo feito para fazê-la funcionar melhor. Pode ser difícil porque algumas das proteínas que as células musculares precisam são muito grandes. O código de DNA de um gene diz ao corpo como fazer uma proteína. O comprimento desse código é medido por blocos químicos chamados bases.
O código de base do DNA precisa ser maior para proteínas maiores. A sequência de codificação para a proteína distrofina, que está ausente em pessoas com distrofia muscular de Duchenne, tem mais de 10.000 bases de comprimento. A maioria das sequências de codificação dos genes tem apenas cerca de 1.000 bases de comprimento. Por exemplo, se você não tem proteína disferlina suficiente, você pode ter distrofia muscular da cintura escapular e alguns outros tipos de distrofia muscular. A cadeia de bases que compõe seu código tem mais de 6.000.
O desafio de usar conchas vazias de vírus
Pesquisadores descobriram que usar as cascas vazias de vírus é o método mais eficaz para introduzir sequências de codificação nas células do corpo. Essas cascas, conhecidas como capsídeos, são usadas por vírus para encapsular seu material genético e transportá-lo para células vizinhas para infecção. Em vez disso, elas podem ser utilizadas para administrar terapia genética, pois podem ser produzidas artificialmente em laboratórios sem a perigosa codificação viral. Atualmente, os capsídeos de um vírus conhecido como vírus adenoassociado, ou AAV, são os mais eficazes para terapia genética. O AAV é hábil em atingir um grande número de nossas células sem incitar o sistema imunológico.
No entanto, o capsídeo do AAV não pode acomodar fisicamente as sequências de codificação da distrofina e da disferlina. Ele só pode conter uma sequência tão longa quanto o próprio código genético do vírus, que tem menos de 5.000 bases de comprimento e tem apenas 26 nanômetros de largura (mil deles caberiam em um fio de cabelo humano).
As ribozimas podem ser a solução
Isso foi contornado em um novo método por estudo recente. Uma classe de molécula conhecida como ribozima foi identificada e investigada nas últimas décadas. Ribozimas são sequências de RNA que têm a capacidade de se dividir em duas. Ribozimas são cópias de DNA que são utilizadas para gerar proteínas. Elas conseguem isso deixando marcações químicas específicas nas extremidades recém-cortadas. Certas proteínas na célula podem reconhecer tais marcadores e costurar as extremidades novamente, de acordo com pesquisas de Nova York e Massachusetts. Eles acreditavam que isso pode ser usado para combinar as extremidades de duas moléculas de RNA distintas, como dois componentes de uma terapia genética. Para Stitch RNA, eles apelidaram o método de StitchR.
Os cientistas criaram duas moléculas de RNA para testar StitchR: uma com a porção inicial da sequência de codificação da disferlina seguida por uma segunda ribozima, e outra com uma ribozima seguida pela porção restante da sequência de codificação da disferlina. Para induzir a degeneração muscular da cintura escapular em um modelo de camundongo, eles carregaram alguns capsídeos de AAV com uma molécula e outros capsídeos de AAV com a outra molécula.
O que é Stitch RNA e como ele funciona?
As ribozimas são ativadas quando entram nas células musculares do camundongo e clivam as moléculas correspondentes. Ao identificar as marcas deixadas pelos cortes, os processos de reparo da célula fundem os dois pedaços, restaurando a proteína disferlina nos músculos do camundongo.
Este método também foi testado usando distrofina pelos pesquisadores. Como a sequência de codificação da distrofina ainda é muito grande para o capsídeo do AAV, mesmo depois de ser cortada pela metade, eles forneceram a sequência de codificação para uma proteína um pouco mais curta, mas ainda funcional. O método melhorou uma série de métricas de condição muscular no modelo murino de distrofia muscular de Duchenne.
Conclusão
Embora tenham sido desenvolvidos por muitos anos como tratamentos prospectivos para distrofia muscular de Duchenne, disferlinopatias e outros distúrbios, métodos que combinam as sequências de codificação de grandes genes dentro da célula-alvo não provaram ser muito bem-sucedidos. Os resultados em modelos de camundongos são promissores, e essa nova abordagem pode ajudar com algumas das dificuldades. Para descobrir se essa pesquisa pode resultar em novos medicamentos, mais testes são necessários.
