Chimeryczne RNA w walce z HIV

Kobiety być może będą miały do dyspozycji dopochwowe lekarstwo, pozwalające im chronić się przeciwko wirusowi HIV. To chimeryczne RNA, działające zarazem jako wygaszacz genu oraz jako klucz molekularny, i którego skuteczność została potwierdzona u myszy, może być również zmodyfikowane tak, aby przystosowywało się do innych chorób.

Podczas gdy Światowe Zgromadzenie Zdrowia debatuje aktualnie nad projektem światowej strategii walki przeciwko HIV/AIDS 2011-2015, opracowanym przez Światową Organizację Zdrowia (WHO), to my jesteśmy świadkami pojawiania się praktycznie codziennie propozycji nowych rozwiązań prewencyjnych albo terapeutycznych, opracowywanych przez naukowców.

Między innymi, mowa tutaj o strategii, która już się potwierdziła w prewencji zarażeń wirusem opryszczki i która wydaje się być równie skuteczna w walce z najbardziej zabójczym wirusem świata. Chodzi tutaj o środek mikrobobójczy.

Przedstawiony w artykule, który ukazał się w przeglądzie Journal of Clinical Investigation, jest on w rzeczywistości, dosłownie, zabójcą mikrobów, który może być używany drogą dopochwową. Jego długoterminowe działanie może chronić kobiety nawet przez wiele tygodni następujących po aplikacji, przeciwko ewentualnym infekcjom przenoszonym drogą płciową.

RNA wygaszające receptory wirusa

To prewencyjne badanie jest oparte na zastosowaniu mechanizmu już słynnej interferencji RNA (albo RNA silencing). Najpierw odkryty u roślin, ale także odnaleziony nieco później także u zwierząt, proces ten wywołujący działanie małych molekuł RNA jakiejś dwudziestki nukleotydów (siRNA, ang. small interfering RNA ), pozwala na precyzyjne regulowanie ekspresji genów.

Kilka RNA przekaźnikowych, które posiadają sekwencje homologiczną (albo prawie homologiczną) do siRNA, są więc degradowane i nie mogą już być przepisywane na proteiny. Namierzone geny są więc wygaszane albo conajmniej bardzo silnie zmniejszone.

W laboratoriach badawczych, ten naturalny mechanizm jest często odwracany i używany w sposób sztuczny w próbach zrozumienia roli niektórych genów (wygasza się dany gen i obserwuje tego konsekwencje), albo do hamowania niektórych procesów molekularnych, uważanych za przeszkadzające.

W tym konkretnym przypadku, badacze z Children’s Hospital w Bostonie (Stany Zjednoczone) stworzyły siRNA w celu hamowania dwóch genów wirusa odpowiedzialnego za AIDS (gag i vif), a także jednego z jego receptorów komórkowych, CCR5.

RNA jest wyposażony w klucz molekularny

Umieszczone na powierzchni limfocytów T albo makrofagów, receptory CCR5 oraz CD4 (receptor główny) pozwalają na przyczepianie się wirusa HIV, a następnie na jego przeniknięcie do komórki. Receptor CCR5 jest absolutnie niezbędny do przeniknięcia wirusa do docelowych komórek, a więc wygaszenie jego ekspresji powinno zahamować całą infekcję.

Jedynym problemem jest to, że to wygaszenie może szkodzić organizmowi, ponieważ proteina CCR5 ma bardzo ważne znaczenie odpornościowe, poza tym, które jest związane z wirusem choroby AIDS. Aby przeszkodzić w wygaszeniu receptora CCR5 we wszystkich komórkach, badacze wpadli na pomysł stworzenia siRNA chimerycznego, którego sekwencja homologiczna do genu CCR5 jest związana z rodzajem klucza molekularnego, pozwalającego na wniknięcie siRNA jedynie do komórek podatnych na infekcje.

Ten klucz molekularny jest aptamerem, czyli kawałkiem RNA, którego struktura może się przytwierdzać z wielką zgodnością do receptora CD4.

A aplikacja w przypadku innych wirusów?

Zachęcające testy, przeprowadzone in vitro (pokazujące specyfikację komórkową, inhibicję ekspresji CCR5 oraz ograniczenie infekcji), doprowadziły naukowców do przetestowania ich wynalazku na myszach obdarzonych „ludzkim” układem odpornościowym, wrażliwym na wirusa HIV.

Wstrzyknięte do kanału pochwowego, RNA chimera mogło przejść przez błonę śluzową, aby dotrzeć i przeniknąć do komórek odpornościowych, ale również i przede wszystkim, aby zredukować ekspresję docelowych genów.

Dwanaście tygodni po kontakcie z wirusem, leczone myszy nie okazują żadnego biologicznego objawu infekcji wirusem odpowiedzialnym za AIDS, a więc wydaje się, że ochrona jest skuteczna.

Metoda ta powinna być jeszcze przetestowana na człowieku, ale wydaje się ona mieć naprawdę interesujący efekt prewencyjny, i to nie tylko przeciwko wirusowi HIV. Teoretycznie, wystarczy tylko zmodyfikować część siRNA oraz część aptameru, aby namierzyć inne wirusy i inne komórki.

Wszystkie te konstrukcje będą mogły być administrowane symultanicznie, aby w ten sposób chronić przed licznymi chorobami przenoszonymi drogą płciową, w tym także przeciwko wirusowi brodawczaka ludzkiego (HPV), czyli głównego odpowiedzialnego za raka szyjki macicy.