►Teràpia basada en ARNm-futur-i reptes
No hi ha dubte que el progrés continu de la tecnologia de l'ARNm en el futur permetrà que sigui àmpliament utilitzat en més camps, especialment la immunoteràpia contra el càncer i les vacunes de malalties infeccioses. Per exemple, la inducció de cèl·lules mare pluripotents basades en l'ARNm-, el disseny assistit per l'ARNm nucleasa- i les tecnologies de lliurament de proteïnes s'han començat a utilitzar en el desenvolupament de fàrmacs. En els propers anys, les teràpies emergents derivades de la tecnologia de l'ARNm aconseguiran un desenvolupament ràpid, com ara (1) la teràpia de tolerància a l'al·lèrgia, que utilitza DNA plasmidi i ARNm editats per regular les reaccions al·lèrgiques causades per les cèl·lules T helper i Treg; (2) immunoteràpia contra el càncer: millorar o canviar el sistema immunitari autònom, fer-lo descobrir i atacar millor les cèl·lules cancerígenes, o utilitzar microARN i ARNm per regular els-gens relacionats amb el sistema immunitari, activant així les respostes immunes per combatre les cèl·lules cancerígenes; (3) teràpia d'enginyeria del genoma o teràpia gènica, inclòs el trasplantament de gens normals o l'edició de seqüències del genoma d'àcids nucleics de manera eficient i precisa per substituir gens que falten o defectuosos, corregint així malalties genètiques o promovent mecanismes o vies beneficioses inactius, donant-los la possibilitat de tractar malalties genètiques; (4) Teràpia de substitució de proteïnes: es considera que els fàrmacs d'ARNm proporcionen una alternativa eficaç a la teràpia gènica, especialment els substituts de proteïnes, perquè eviten el risc d'integració del genoma i proporcionen una potent expressió transitòria.
Val la pena esmentar que s'aplica el sistema d'edició de gens emergent-CRISPR/Cas d'edició del genoma. L'edició de gens CRISPR/Cas s'utilitza àmpliament en la investigació del desenvolupament i l'evolució del sistema. Tanmateix, en els últims anys, els científics han utilitzat proteïnes Cas de procariotes per tractar malalties infeccioses basades en les característiques immunitàries hereditàries i adaptatives de CRISPR en la seva expressió procariota original. Aquestes proteïnes són perjudicials, però quan entren al cos humà, provocaran una resposta immune i produiran anticossos específics [4]. A més, la tecnologia CRISPR/Cas també s'integra a la investigació de biologia molecular de cèl·lules tumorals, que s'utilitza per editar el genoma de manera ràpida i precisa, construir mutacions gèniques per estudiar gens relacionats amb el tumor-o eliminar gens per a la investigació del tractament del tumor.
A més, la teràpia combinada-basada en ARNm s'ha convertit gradualment en un mètode per tractar tumors malignes. Com s'ha esmentat anteriorment, les vacunes tradicionals no semblen ideals per prevenir mutacions ràpides repetides de les infeccions víriques. L'ús de vacunes d'ARNm per desenvolupar vacunes preventives o terapèutiques és la manera més eficaç de contenir la nova epidèmia de la corona COVID-19. Les vacunes desenvolupades mitjançant la tecnologia d'ARNm reflecteixen els seus avantatges en la producció, així com la seva seguretat i efectes preventius o terapèutics en els assaigs clínics. En els propers deu anys, s'utilitzaran més àmpliament les vacunes d'ARN auto-amplificadores o replicós i les vacunes d'ARNm no replicants.
A més de l'exploració activa de vacunes d'ARNm per a malalties infeccioses, l'ús de l'ARNm en teràpies emergents per als tumors també aconseguirà un desenvolupament fito en els propers deu anys. Val la pena destacar que el desenvolupament de la teràpia d'ARNm de transcripció in vitro encara es troba en les seves primeres etapes. Com obtenir una gran quantitat d'ARNm sintètic que es pot utilitzar per al tractament clínic encara és un repte. També cal resoldre problemes relacionats amb les reaccions extracel·lulars. Els mètodes de lliurament efectius s'han de millorar contínuament. La vacuna està protegida de diverses alteracions enzimàtiques o evita la degradació del fàrmac en creuar la barrera cel·lular.
Per superar aquests reptes, inclòs l'ús de tecnologia d'ARNm in vitro per re-editar i trasplantar cèl·lules T autòlogues o cèl·lules dendrítiques de pacients, alhora que milloreu contínuament els mètodes per administrar vacunes d'ARNm. Actualment, les indústries biofarmacèutiques i tecnològiques estan invertint recursos per intentar resoldre els següents problemes:
Problemes relacionats amb l'estabilitat-
Com s'ha esmentat anteriorment, les molècules d'ARNm tenen una mitjana de 1.000-6.000 parells de bases i un gran pes molecular (4-5 × 105 Dalton), perquè l'ARNm es sintetitza mitjançant enzims. En comparació amb els ARNs més petits, els ARNm són relativament grans, cosa que els fa inherentment inestables i difícils de fabricar. Els mètodes utilitzats per modificar oligonucleòtids com l'àcid nucleic bloquejat (LNA) i la química d'àcid nucleic desbloquejat (UNA) estan limitats als productes basats en ARNm. Per tant, hi ha una necessitat urgent d'una tecnologia que pugui injectar aquestes molècules de fàrmacs al cos humà, mantenint l'estabilitat de les molècules de fàrmacs i afavorint la captació cel·lular.
Mètodes de lliurament efectius
Tot i que actualment hi ha diversos mètodes de lliurament disponibles
1.Alliberament basat en lípids: ús de lípids o els seus derivats/compostos similars per formar partícules (LNP), que es poden utilitzar per al lliurament in vivo de terapèutiques i vacunes d'ARNm. Els LNP són partícules a nanoescala compostes per materials lipídics sintètics o fisiològics. L'avantatge és que l'ARN encapsulat en LNP és menys probable que es degradi enzimàticament i l'eficiència d'encapsulació és relativament alta i fàcil de produir. A més, les cèl·lules entreguen eficaçment molècules d'ARNm al sol citoplasmàtic fagocitant LNP;
2. Lliurament-basat en pèptids: diversos pèptids, especialment els que contenen aminoàcids catiònics (com la lisina i l'arginina), poden actuar com a transportadors de lliurament i formar millors complexos entre els portadors i l'ARNm mitjançant interaccions electrostàtiques. La formació de complexos redueix la possibilitat de degradació enzimàtica;
3. Lliurament-basat en polímers: els materials polimèrics (com ara poliamines, dendrímers i copolímers) es poden utilitzar per lliurar eficaçment candidats a ARNm. Aquest portador també té els avantatges de prevenir la degradació enzimàtica i donar suport al lliurament intracel·lular. El problema és que solen ser poc estables. Per tant, s'ha de modificar l'estructura dels materials polimèrics per millorar l'estabilitat i la seguretat dels fàrmacs candidats. Per exemple, afegint cadenes lipídiques, grups hiperramificats i subunitats biodegradables, que augmentaran el flux del procés;
4. Partícules de replicó de tipus virus-(VRP): encapsulen petites partícules d'ARN activador (saRNA) i de replicó de virus, i transmeten la codificació al citoplasma. Un cop dins de la cèl·lula, el saRNA es replicarà automàticament-i expressarà l'antigen especificat. L'avantatge del lliurament de VRP és l'alta eficiència. Tanmateix, s'enfronta a dos grans reptes. En primer lloc, es requereix un procés de fabricació especial per a la producció a gran-escala de VRP. En segon lloc, el cos humà pot produir anticossos contra el vector viral;
5. Nanoemulsió catiònica: Els lípids catiònics compostos per nanoemulsions també s'utilitzen per al lliurament d'ARN. Aquests compostos utilitzen les seves propietats hidròfobes i hidròfiles per estabilitzar les característiques lipídiques de fàrmacs o vacunes, perquè les interaccions químiques a la superfície de les molècules poden protegir l'ARNm de la degradació enzimàtica, aconseguint així un lliurament estable de molècules. I les nanoemulsions es poden generar mitjançant algunes tècniques senzilles, com la agitació vigorosa, els ultrasons o la microfluídica;
6. En el futur, la complexa estructura interna de la propera generació de LNP s'ha de reforçar i la seva estabilitat física s'ha de millorar encara més, com ara nanopartícules de lípids sòlids, transportadors de lípids nanoestructurats i complexos d'àcids nucleics de lípids catiònics. Per mitjans químics, es pot millorar encara més la capacitat de controlar la ubicació i l'hora de lliurament i alliberament del fàrmac al cos, proporcionant un tractament més eficaç i/i més segur per a diverses malalties.
Problemes de seguretat
El problema de les vacunes d'ARNm que possiblement indueixin respostes a interferó no sembla clar, quina pot ser la causa principal dels efectes secundaris relacionats amb la inflamació i l'autoimmunitat? Un altre problema de seguretat potencial pot provenir de reaccions extracel·lulars.
En l'actualitat, les administracions farmacèutiques europees i americanes no han emès una normativa específica sobre fàrmacs d'ARNm
Es pot basar en la teràpia d'ARNm que pertany a una àmplia categoria d'immunògens genètics o vacunes, de manera que la investigació i desenvolupament de fàrmacs d'ARNm està classificat com a medicaments de teràpia avançada (ATMP) o medicaments de teràpia gènica (GTMP) per l'Agència Europea de Medicaments (EMA). No obstant això, com que els productes d'ARNm continuen sorgint en l'àmbit mèdic, és molt necessari establir regulacions normatives més específiques per facilitar la seva recerca i desenvolupament, almenys en la seguretat i eficàcia dels assajos clínics relacionats amb aquest tipus de fàrmacs, la investigació i el desenvolupament de fàrmacs necessiten regulacions clares, o segons la funció única de l'ARNm, modificar les especificacions formulades per vacunes d'ADN i vectors de teràpia gènica de nous medicaments per a la investigació i desenvolupament de vacunes d'ARNm?
Es pot afirmar que la teràpia amb ARN ha fet progressos significatius en diferents camps, i moltes teràpies es troben en diferents etapes de (pre)desenvolupament clínic. Amb l'avenç de la biologia molecular i una gran quantitat de recursos humans i materials invertits, la teràpia d'ARNm s'ha convertit en una realitat. Amb més inversió en aquest camp, la teràpia d'ARNm es portarà a nous nivells i es convertirà en un nou tractament molt esperat per al càncer, les infeccions i les malalties genètiques.
