W 1993 roku w nicieniu Caenoehabditis elegans po raz pierwszy zidentyfikowano miRNA, a parę lat później odkryto je również u ssaków. Wiedza o biologii miRNA rozszerza się, i odgrywa poważną rolę w opracowaniu nowych leków przeciwko licznym chorobom, w tym nowotworowym.

Dojrzałe miRNA są jednoniciowymi cząsteczkami niekodującego RNA o długości 21-23 nukleotydów. Geny miRNA ulegają transkrypcji za pośrednictwem cząsteczek polimerazy RNA II lub RNA III. Niekodujące małe cząsteczki nazwane miRNA są endogennymi regulatorami ekspresji wielu genów na poziomie posttanskrypcyjnym, które mogą blokować lub degradować translację mRNA.

0po9-

Podczas badań funkcjonalności miRNA odkryto, że w przypadku wielu chorób – między innymi przy nowotworach, przy chorobach układu krążenia oraz wirusowym zapaleniu wątroby – dochodzi do deregulacji cząsteczki miRNA. Z kolei przy chorobach o podłożu genetycznym bardzo często dochodzi do zmian miRNA, których podłożem są mutacje, delecja amplifikacji, zmiany transkrypcyjne czy też obniżenie aktywności enzymów, które regulują biogenezę miRNA.

Cztery enzymy uczestniczą w regulacji biogenezy miRNA u człowieka: Drosha, exportin 1, Dicer i Argonaute 2 (AGO2). Mutacje w genach tych enzymów pojawiają się bardzo często w różnych chorobach nowotworowych. Odpowiednio wybrane miRNA mogą być poważnymi celami różnych terapii jako imitatory (mimics) miRNA albo hamujący (anti) miRNA.

Terapie, które bazują na imitatorach miRNA, wykorzystują molekuły RNA o podwójnej nici, które wiążą się z odpowiednią sekwencją miRNA, a ich zadaniem jest przywrócenie (utraconej w czasie choroby) funkcjonalności miRNA.

Kluczowym elementem jest dostarczenie miRNA w odpowiednie miejsce działania, gdyż miRNA (ze względu na swą budowę) jest wrażliwy na działania różnych typów nukleaz. Podczas tworzenia terapii równie ważne są odpowiednie modyfikacje chemiczne miRNA, ponieważ mogą zapewnić specyficzność i stabilność miRNA. Naukowcom do tej pory udało się odkryć wiele różnych rodzin miRNA, a także zbadać ich rolę w organizmie ludzkim.

miRNA jest bardzo ważne w organizmie ludzkim; deregulacja miRNA doprowadza bardzo często do rozwoju chorób nowotworowych.

Opracowując i rozwijając daną terapię, w pierwszej kolejności bada się cel, badając genomikę i proteomikę danego pacjenta. Dopiero później można rozpocząć opracowanie chemiczne danego miRNA i optymalizowanie sposobu dostarczenia miRNA na miejsce jego działania.

Istnieje wiele sposobów dostarczenia miRNA podczas terapii. Mogą być to wektory wirusowe pochodzące od adenowirusów, liposomy, dendrymery, cyklodekstryny, kitosan oraz różne polimery syntetyczne, jak PEG czy octan galaktozaminy. Przy opracowaniu metod dostarczenia miRNA zwraca sią uwagę przede wszystkim na bezpieczeństwo. Poza tym ważna jest specyficzność dostarczenia oraz efekty immunostymulacyjne.

Gdy te wszystkie elementy są już pod kontrolą, dochodzi do badań przedklinicznych i klinicznych. Dobrym przykładem w ostatnim czasie jest MRX-34, opracowany przez firmę Mirna Therapeutics. Ten kandydat na lek jest dostarczany na miejsce działania w nanokapsułkach lipidowych. Badania kliniczne na ludziach mają się rozpocząć niebawem.

Ciekawym rozwiązaniem w leczeniu mogą też być terapie kombinowane. Przy jednej terapii przeciwnowotworowej, gdzie bazuje się na supresji onkomiRNA, zastosowano doxorubicyne i miR-10b jednocześnie, dostarczone na miejsce działania w nanocząsteczkach. Badania jak na razie przeprowadzono na myszach mających nowotwór piersi. Terapia nie wykazała toksyczności, a zmniejszenie guzów było znaczące.

miRNA mogą znaleźć zastosowanie w leczeniu nie tylko chorób nowotworowych: wirusowego zapalenia wątroby, chorób sercowo-naczyniowych czy zwłóknienia nerek z powodu cukrzycy. Na przykład miR-21 jest nadregulowany podczas zwłóknienia komórek mięśnia sercowego, co doprowadza do przerostu tkanki mięśniowej – powoduje utratę komór sercowych i zwiększenie ciśnienia krwi. Jest nadzieja, że terapia miRNA pozwoliłaby na zatrzymanie takich zmian w sercu chorego.

W przebiegu cukrzycy dochodzi do zaburzenia metabolizmu cukru i cholesterolu. Geny związane ze stanem zapalnym też manifestują ekspresję w cukfryzcy. Potencjalnie jest sporo miRNA, które są, lub mogą być powiązane z cukrzycą. Takim miRNA jest miR-200, który pośrednio hamuje apoptozę komórek beta w trzustce. Deregulacja sprzyja apoptozie komórek beta i przez to zmniejsza się ich ilość. Również deregulacja miR-200 pojawia się w przypadku retinopatii, która jest często występującym powikłaniem u osób cierpiących na cukrzycę.

W sytuacji wirusowego zapalenia wątroby, w przeciwieństwie do szeroko pojętych działań wyciszania genów, w tym przypadku miR-122 nadreguluje replikację genomu RNA wirusa typu C (HCV). Powstał tu już pierwszy lek eksperymentalny, Miravirsen, opracowany przez duńską firmę Santaris Pharma. Lek, który może być podawany dożylnie oraz podskórnie, podczas badań klinicznych wykazał niską toksyczność oraz zmniejszenie poziomu cholesterolu we krwi, co może być wskaźnikiem skuteczności terapii. (oprac. wg witryny Kierunek Farmacja, 8.06.2017).