Gennembrud til sporing af RNA med fluorescens

Forskere ved Chalmers University of Technology, Sverige, det er lykkedes at udvikle en metode til mærkning af mRNA -molekyler, og derved følge, i realtid, deres vej gennem celler, ved hjælp af et mikroskop - uden at påvirke deres egenskaber eller efterfølgende aktivitet. Gennembruddet kunne have stor betydning for at lette udviklingen af ​​nye RNA-baserede lægemidler.

RNA-baseret terapi tilbyder en række nye muligheder for at forhindre, behandle og potentielt helbrede sygdomme. Men pt. levering af RNA -terapeutika til cellen er ineffektiv. For at nye terapeutiske midler skal opfylde deres potentiale, leveringsmetoderne skal optimeres. Nu, en ny metode, for nylig præsenteret i de meget ansete Journal of the American Chemical Society , kan give en vigtig brik i puslespillet om at overvinde disse udfordringer og tage udviklingen et stort skridt fremad.

"Da vores metode kan hjælpe med at løse et af de største problemer for opdagelse og udvikling af lægemidler, vi ser, at denne forskning kan lette et paradigmeskift fra traditionelle lægemidler til RNA-baseret terapi, "siger Marcus Wilhelmsson, Professor ved Institut for Kemi og Kemiteknik ved Chalmers University of Technology, og en af ​​hovedforfatterne til artiklen.

Gør mRNA fluorescerende uden at påvirke dets naturlige aktivitet

Forskningen bag metoden er udført i samarbejde med kemikere og biologer på Chalmers og biofarmaceutiske firma AstraZeneca, gennem deres fælles forskningscenter, FoRmulaEx, samt en forskningsgruppe ved Pasteur Instituttet, Paris.

Metoden indebærer udskiftning af en af ​​byggestenene i RNA med en fluorescerende variant, hvilken, bortset fra den funktion, bevarer de originale basers naturlige egenskaber. De fluorescerende enheder er udviklet ved hjælp af en særlig kemi, og forskerne har vist, at det derefter kan bruges til at producere messenger -RNA (mRNA), uden at påvirke mRNA's evne til at blive oversat til et protein med naturlig hastighed. Dette repræsenterer et gennembrud, som aldrig før er blevet gjort med succes. Fluorescensen giver endvidere forskerne mulighed for at følge funktionelle mRNA -molekyler i realtid, se hvordan de optages i celler ved hjælp af et mikroskop.

En udfordring ved arbejde med mRNA er, at molekylerne er meget store og ladede, men samtidig skrøbelig. De kan ikke komme direkte ind i cellerne og skal derfor pakkes. Den metode, der hidtil har vist sig mest succesrig, bruger meget små dråber kendt som lipid -nanopartikler til at indkapsle mRNA. Der er stadig et stort behov for at udvikle nye og mere effektive lipid -nanopartikler - noget som Chalmers -forskerne også arbejder på. For at kunne gøre det, det er nødvendigt at forstå, hvordan mRNA optages i celler. Evnen til at overvåge, i realtid, hvordan lipid -nanopartiklerne og mRNA fordeles gennem cellen er derfor et vigtigt redskab.

"Den store fordel ved denne metode er, at vi nu let kan se, hvor i cellen det leverede mRNA går, og i hvilke celler proteinet dannes, uden at miste RNAs naturlige protein-oversættelse evne, "siger Elin Esbjörner, Lektor ved Institut for Biologi og Bioteknologi og artiklens anden hovedforfatter.

Vigtig information til optimering af opdagelse af lægemidler

Forskere på dette område kan bruge metoden til at få større viden om, hvordan optagelsesprocessen fungerer, og dermed fremskynde og effektivisere de nye lægemidlers opdagelsesproces. Den nye metode giver mere præcis og detaljeret viden end nuværende metoder til undersøgelse af RNA under et mikroskop.

"Indtil nu, det har ikke været muligt at måle den naturlige hastighed og effektivitet, hvormed RNA virker i cellen. Det betyder, at du får de forkerte svar på de spørgsmål, du stiller, når du prøver at udvikle et nyt lægemiddel. For eksempel, hvis du vil have svar på, hvilken hastighed en proces finder sted til, og din metode giver dig et svar, der er en femtedel af det korrekte, narkotikaopdagelse bliver vanskelig, ”forklarer Marcus Wilhelmsson.

Da forskerne indså, hvilken forskel deres metode kunne gøre, og hvor vigtig den nye viden er for feltet, de stillede deres resultater til rådighed så hurtigt som muligt. For nylig, Royal Swedish Academy of Engineering Sciences (IVA) inkluderede projektet på sin årlige 100 -liste og fremhævede det også som særligt vigtigt for at øge samfundets modstandsdygtighed over for kriser. For at sikre nyttig kommercialisering af metoden, forskerne har indsendt en patentansøgning og planlægger et spin-off selskab, med støtte fra virksomhedsinkubatoren Chalmers Ventures og Chalmers Innovation Office.