علاجات الرنا

علاجات الحمض النووي الريبوزيواختصاراًعلاجات الرناهي فئة جديدة من الأدوية تعتمد علىالحمض النووي الريبوزي(RNA). كان البحث حول هذه العلاجات يجري على الاستخدام السريري منذ تسعينيات القرن العشرين، وحققت نجاحاً كبيراً في علاج السرطان في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين.في عامي 2020 و2021، طُوّرتلقاحات الرناعالميًا لاستخدامها في مكافحةمرض فيروس كورونا(جائحة كوفيد-19).كانلقاح فايزر-بيونتيك كوفيد-19أول لقاح mRNA اعتمدتههيئة تنظيم الأدوية، يليهلقاح موديرناكوفيد-19، وغيره.
الأنواع الرئيسية للعلاجات القائمة على الرنا هي تلك القائمة علىالرنا الرسول(mRNA)،والرنا المضاد للدلالة(asRNA)،وتدخل الرنا(RNAi)،وأبتامراتالرنا (RNA aptamers). من بين الأنواع الأربعة، يعد العلاج القائم على الرنا الرسول هو النوع الوحيد الذي يعتمد على تحفيزالاصطناع الحيوي للبروتيناتداخل الخلايا، مما يجعله مفيدًا بشكل خاص في تطوير اللقاحات.إن الرنا المضاد للدلالةمكملللرنا الرسول المشفر ( coding mRNA) ويُستخدم لتحفيز تعطيل الرنا الرسول لمنعه من أن يُستخدم فيترجمةالبروتين.تستخدم الأنظمة القائمة على تداخل الرنا آلية مماثلة، وتتضمن استخدام كل منالرنا المتداخل الصغير(siRNA)والرنا الميكروي(miRNA) لمنع ترجمة الرنا الرسول و/أو منع تدهوره.ولكنأبتامراتالرنا هي جزيئات من الرنا قصيرة وأحادية الخيط يتم إنتاجها عن طريقالتطور الموجهللارتباط بمجموعة متنوعة من الأهداف الجزيئية الحيوية ذات الألفة العالية وبالتالي التأثير على نشاطها الطبيعيفي الجسم الحي.
يتم تصنيع الرنا منالدناالمرصافبواسطةبوليميراز الرنابالإضافة إلى الرنا الرسول (mRNA) الذي يعمل كجزيء حيوي وسيط بين التعبير عنالدناوترجمة البروتين. ونظرًا لخصائصه الفريدة (مثل طبيعته أحادية الخيط عادةً ومجموعة OH 2') وقدرته على تبني العديد من الهياكل الثانوية/الثالثية المختلفة، فقد جذب كل من الرنا المشفروغير المشفرالانتباه في الطب. لقد بدأ البحث في استكشاف إمكانات استخدام الرنا لتحقيق فوائد علاجية، وقد حدثت تحديات فريدة أثناء اكتشاف الأدوية وتنفيذالعلاجات القائمة علىالرنا.
الرنا الرسولهو جزيءرناأحادي الخيطمكمللأحد خيوط الدنا لجين ما.ينقل جزيء الرنا الرسول جزءًا من شفرة الدنا إلى أجزاء أخرى من الخلية لصنع البروتينات.تحتاجعلاجات الدناإلى الوصول إلى النواة ليتمنسخهاإلى الرنا، وتعتمد وظيفتها على تحلل الغلاف النووي أثناء انقسام الخلية. ولكن لا تحتاجعلاجات الرنا الرسولإلى الدخول إلى النواة لتكون وظيفية حيث سيتم ترجمتها على الفور بمجرد وصولها إلى السيتوبلازم.علاوة على ذلك، على عكسالبلازميداتوالناقلات الفيروسية، لا تندمج جزيئات الرنا الرسول مع الجينوم وبالتالي لا تتعرض لخطرالطفرات الإدراجية،مما يجعلها مناسبة للاستخدام في لقاحات السرطان والعلاج المناعي للأورام والوقاية من الأمراض المعدية.
في عام 1953، أفادألفريد داي هيرشيأنه بعد فترة وجيزة من الإصابةبالعاثيات، أنتجت البكتيريا شكلاً من أشكال الرنا بمستوى عالٍ وكان هذا الرنا يتحلل بسرعة أيضًا.ولكن كان أول مؤشر واضح على الرنا الرسول من عمل إليوت فولكين ولازاروس أستراشان في عام 1956 عن طريق إصابة الإشريكية القولونيةبعاثيات T2ووضعها في وسط يحتوي على 32P.لقد اكتشفوا أن تخليق البروتين في الإشريكية القولونية توقف وتم تخليق بروتينات العاثيات.ثم في مايو 1961، أعلن الباحثون المتعاونون معهم سيدني برينر وفرانسوا جاكوب وجيم واتسون عن عزل الرنا الرسول.لعدة عقود بعد اكتشاف الرنا الرسول، ركز الناس على فهم الجوانب البنيوية والوظيفية ومسار التمثيل الغذائي لـه. ومع ذلك، في عام 1990، أظهر جون أ. وولف فكرة الأدوية المشفرة بالأحماض النووية عن طريق الحقن المباشر ل الرنا الرسول المنقول في المختبر (IVT) أو الدنا البلازميدي (pDNA) في العضلات الهيكلية للفئران التي تعبر عن البروتين المشفر في العضلات المحقونة.
بمجرد وصول الرنا الرسول المنقول في المختبر إلى السيتوبلازم، يتم ترجمة الرنا الرسول على الفور. وبالتالي، لا يحتاج إلى دخول النواة ليكون وظيفيًا.كما أنه لا يتكامل مع الجينوم وبالتالي لا يحمل خطر الطفرات الإدراجية.علاوة على ذلك، فإن الرنا الرسول المنقول في المختبر نشط بشكل مؤقت فقط ويتحلل تمامًا عبر المسارات الأيضية الفسيولوجية.وبسبب هذه الأسباب، خضع الرنا الرسول المنقول في المختبر لفحص سريري مكثف.
يتم إجراء النسخ المختبري (IVT) على بلازميدالدناالمرصافالخطي والذي يحتوي على تسلسل التشفير المستهدف. بعد ذلك، سيتم توصيل الرنا الرسول العاري أو الرنا الرسول المعقد في جسيم نانوي بشكل منهجي أو موضعي. بعد ذلك، سيخضع جزء من الرنا الرسول العاري الخارجي أو الرنا الرسول المعقد لآليات خاصة بالخلية. بمجرد دخوله إلى السيتوبلازم، يتم ترجمة الرنا الرسول IVT بواسطة آلية تخليق البروتين.
هناك مستشعران معروفان للـ الرنا، مستقبلات شبيهة بالتول (TLRs) وعائلة مستقبلات شبيهة بـ RIG-I. توجد مستقبلات TLRs في الحيز الداخلي للخلايا، مثل الخلايا التغصنية والبلعميات.عائلة RIG-I هيمستقبل التعرف على الأنماط(PRR).ومع ذلك، لا تزال آليات الاستجابة المناعية وعملية التعرف على لقاح الرنا الرسول بواسطة المستشعرات الخلوية وآلية تنشيط المستشعر غير واضحة.
العلاج المناعي للسرطان
في عام 1995، أثبت روبرت كونري أنالحقن العضليلـ الرنا العاري المشفرلمستضد سرطاني مضغيأثار استجابات الأجسام المضادة الخاصة بالمستضد.ثم تم توضيح ذلك من خلال إثبات أنالخلايا المتغصنة(DCs) المعرضة لـ الرنا الرسول المشفر لمستضدات محددة أو لـ الرنا الرسول الكلي المستخرج من الخلايا السرطانية والمُحقن في الفئران الحاملة للورم تسبب استجابات مناعية للخلايا التائية وتمنع نمو الأورام.ثم بدأ الباحثون في التعامل مع الخلايا المتغصنة المحولة بـ mRNA باستخدام لقاحات تعتمد على الخلايا المتغصنة المحولة بـ mRNA IVTخارج الجسم الحي.وفي الوقت نفسه، بدأت شركة Argos Therapeutics تجربة سريرية من المرحلة الثالثة باستخدام الخلايا المتغصنة المصابةبسرطان الخلايا الكلويةالمتقدم في عام 2015 (NCT01582672) ولكن تم إنهاؤها بسبب عدم فعاليتها.
لمزيد من التطبيق، تم تحسين IVT mRNA للانتقالاتفي الموقعللخلايا المتغصنةفي الجسم الحي. وقد أدى ذلك إلى تحسين كفاءة الترجمة واستقرار IVT mRNA وتعزيز عرض المستضد المشفر بواسطة الرنا الرسول على جزيئاتMHCمن الفئتينالأولىوالثانية.ثم اكتشفوا أن الحقن المباشر لـ IVT mRNA العاري في العقد الليمفاوية كان الطريقة الأكثر فعالية لتحفيز استجابات الخلايا التائية.بناءً على هذا الاكتشاف، بدأ أول اختبار على البشر لحقن IVT mRNA العاري المشفر لمستضدات السرطان بواسطةبيوأنتكمع مرضى الورم الميلانيني (NCT01684241).
مؤخرًا، اخترعت شركةRXi Pharmaceuticalsومعهد كارولينسكاالعلاج المناعي الجديد للسرطان، والذي يجمع بين الرنا ذاتي التوصيل (sd-rxRNA)وعلاج نقل الخلايا بالتبني(ACT). في هذا العلاج، قام sd-rxRNA بالقضاء على التعبير عن مستقبلات وبروتينات مثبطة للمناعة في الخلايا المناعية العلاجية، وبالتالي فقد حسّن قدرة الخلايا المناعية على تدمير الخلايا السرطانية. بعد ذلك، ساعد sd-rxRNA المستهدف منPD-1في زيادة النشاط المضاد للأورامللخلايا الليمفاوية المرتشحةإلى الورم (TIL) ضد خلايا الورم الميلانيني.بناءً على هذه الفكرة، تم اختبار mRNA-4157 واجتاز المرحلة الأولى من التجارب السريرية.
يمكن لمسارات استشعار الأحماض النوويةالسيتوزوليةأن تعزز الاستجابة المناعية للسرطان. ناهضRIG-I، RNA حلقة الجذع (SLR) 14. تأخر نمو الورم بشكل كبير وأطال فترة البقاء على قيد الحياة لدى الفئران. حسن SLR14 فعالية الأجسام المضادة لـ PD1 المضادة للأورام مقارنة بالعلاج بعامل واحد. تم امتصاص SLR14 بواسطة الخلايا النخاعية CD11b+ في بيئة الورم. تم رفع مستوى تنظيم الجينات المرتبطة بالدفاع المناعي بشكل كبير، جنبًا إلى جنب مع زيادة الخلايا التائية CD8+،والخلايا القاتلة الطبيعية، والخلايا CD11b+. قام SLR14 بتثبيط نمو الورم B16 غير المناعي، مما ترك ذاكرة مناعية.
في عام 1993، تم الإبلاغ عن أول نجاح للقاح الرنا الرسول في الفئران، باستخدام IVT mRNA المغلف بالليبوزوم والذي يشفرالبروتين النوويللإنفلونزا الذي يحفز الخلايا التائية الخاصة بالفيروس.بعد ذلك، تم صياغة IVT mRNA باستخدام جسيمات نانوية دهنية اصطناعية وحفزت استجابات الأجسام المضادة الواقية ضدالفيروس المخلوي التنفسي(RSV)وفيروس الإنفلونزا في الفئران.
هناك عدد قليل من الأنواع المختلفة لتطوير لقاح قائم على IVT mRNA للأمراض المعدية. أحد الأنواع الناجحة هو استخدام IVT mRNA المضخم ذاتيًا والذي يحتوي على تسلسلات من فيروسات الرنا موجبة الخيط. تم تطويره في الأصل لفيروسالفلافوفيروسوكان قابلاً للتطبيقبالحقن الأدمي. إحدى الطرق الأخرى هي حقن لقاح مكون من مكونين يحتوي على مادة مساعدة من mRNA وIVT mRNA العاري الذي يشفر مستضدالهيماجلوتينينالإنفلونزا فقط أو بالاشتراك معالنورامينيدازالذي يشفر IVT mRNA.
على سبيل المثال، لعلاج فيروس نقص المناعة البشرية، تستخدم اللقاحات الخلايا المتغصنة المحولة بـ IVT mRNA الذي يشفر بروتينات فيروس نقص المناعة البشرية. هناك عدد قليل من التجارب السريرية من المرحلتين الأولى والثانية باستخدام تركيبات ترميز IVT mRNA وتظهر أنه يمكن تحفيز استجابات الخلايا التائية CD8+ وCD4+ الخاصة بالمستضد. ومع ذلك، لم يتم ملاحظة أي تأثيرات مضادة للفيروسات في التجربة السريرية.
أحد لقاحات الرنا الرسول الأخرى هو لـ COVID-19. تفشى فيروس كورونا المسبب لمتلازمة الجهاز التنفسي الحادة الوخيمة 2 (سارس-كوف-2) في ديسمبر 2019 وانتشر في جميع أنحاء العالم، مما تسبب في جائحة من أمراض الجهاز التنفسي التي يطلق عليهامرض فيروس كورونا 2019(كوفيد-19).لقاح موديرناكوفيد-19، الذي تصنعهموديرنامنذ عام 2020، هو لقاح مغلف بجسيمات نانوية دهنية (LNP) يعتمد على mRNA يشفر مستضد سبايك (S)-2P كامل الطول ومستقر قبل الاندماج لفيروس سارس-كوف-2 مع مرساة عبر الغشاء.
في عام 2021، تم الإبلاغ عن أن SLR14 يمنع العدوى في الجهاز التنفسي السفلي والمرض الشديد بطريقة تعتمد علىالإنترفيرون من النوع الأول(IFN-I) في الفئران. عانت الفئران المصابة بنقص المناعة والمصابة بعدوى مزمنة بفيروس سارس-كوف-2 من مناعة فطرية شبه معقمة دون مساعدة منالجهاز المناعي التكيفي.
وجدت دراسة أجريت عام 2022 من قبل باحثين منمايو كلينيكوجامعة ماستريختوإيثريس جي إم بي إتش، وهي شركة تكنولوجيا حيوية تركز على علاجات الرنا، أنالرنا المرسال المعدل كيميائيًاوالذي يشفر BMP-2 يعزز الشفاء المعتمد على الجرعةلقطع العظامالفخذيةلدى ذكور الفئران. تم تجميع جزيئات الرنا الرسول داخلجزيئات ليبيديةغير فيروسية، وتحميلها على الإسفنج، وزرعها جراحيًا في عيوب العظام. ظلت موضعية حول موقع التطبيق. وبالمقارنة مع تلقي rhBMP-2 مباشرة، أظهرت الأنسجة العظمية المتجددة بعد علاج mRNA قوة فائقة وتكوين أقلللثفنالضخم.
هناك العديد من التحديات للترجمة الناجحة لـ الرنا الرسول إلى الأدوية لأن الرنا الرسول هو جزيء كبير وثقيل جدًا (10 ^ 5 ~ 10 ^ 6 دالتون). علاوة على ذلك، فإن الرنا الرسول غير مستقر ويتحلل بسهولة بواسطة النوكليازات، كما أنه ينشط الجهاز المناعي.علاوة على ذلك، فإن الرنا الرسول له كثافة شحنة سالبة عالية ويقلل من نفاذية الرنا الرسول عبر الأغشية الخلوية.وبسبب هذه الأسباب، بدون نظام التوصيل المناسب، يتحلل الرنا الرسول بسهولة ويبلغ عمر النصف لـ الرنا الرسول بدون نظام توصيل حوالي 7 ساعات فقط.على الرغم من أنه يمكن التغلب على بعض درجات التحديات من خلال التعديلات الكيميائية، إلا أن توصيل الرنا الرسول لا يزال يشكل عقبة. الأساليب التي تم البحث عنها لتحسين نظام توصيل الرنا الرسول هي استخدامالحقن المكروي، وبقع الرما (الرنا الرسول محمل بإبرة دقيقة قابلة للذوبان)،ومدفع جيني، وتكثيفالبروتامين، ومواد مساعدة للرنا، وتغليف الرنا الرسول في الجسيمات النانويةباليبيدات.
على الرغم من أن الرنا الرسول المترجم في المختبر (IVT) باستخدام عوامل التوصيل أظهر مقاومة محسنة ضد التحلل، إلا أنه يحتاج إلى المزيد من الدراسات حول كيفية تحسين كفاءة توصيل الرنا الرسول العاريفي الجسم الحي.
الرنا المضاد للدلالةهو الرناغير المشفرأحادي الخيط الذي يكمل تسلسلشفرةالرنا الرسول. وهو يثبط قدرة الرنا الرسول علىالترجمةإلى بروتينات.يتم إنتاج نسخ قصيرة من الرنا المضاد للدلالة داخل النواة من خلال عمل إنزيم دايسر، الذي يقسم أسلاف الحمض النووي الريبوزي ثنائي الخيط إلى أنواع من الرنا بطول 21 إلى 26 نوكليوتيدًا.
هناك استراتيجية اكتشاف تعتمد على الرنا المضاد للدلالة، وأساس منطقي وتصميم لتجارب الفحص، وتطبيق مثل هذه التجارب لفحص مستخلصات المنتجات الطبيعية واكتشاف مثبطات إنزيم تكثيف الأحماض الدهنية.يستخدم الرنا المضاد للدلالة لعلاج السرطان وتثبيط النقائل والناقلات لعزل الرنا المضاد للدلالة. وخاصةالرنا الميكروي(miRs) 15 و16 للمريض الذي يحتاج إلى العلاج لتشخيص السرطان والوقاية منه. تعتمد الأدوية المضادة للدلالة على حقيقة أن الرنا المضاد للدلالة يختلط مع الرنا الرسول ويعطله. هذه الأدوية عبارة عن تسلسلات قصيرة من الرنا التي ترتبط بالرنا الرسول وتمنع جينًا معينًا من إنتاج البروتين الذي يشفره. يتم تطوير الأدوية المضادة للدلالة لعلاج سرطان الرئة والسكري وأمراض مثل التهاب المفاصل والربو مع مكون التهابي رئيسي.يُظهر أن انخفاضالتعبيرعن الرنا المضاد للدلالة MLLT4 1 (MLLT4‑AS1) هو مؤشر حيوي محتمل ومؤشر لتشخيص ضعيف لسرطان المعدة. حتى الآن، تم استكشاف تطبيقات الرنا المضاد للدلالة في علاجات الفيروسات ومضادات السرطان وفي تنظيم التعبير عن الجينات ذات الصلة في النباتات والكائنات الحية الدقيقة.
تم استخدام النواقل غير الفيروسية والنواقل الفيروسية والليبوزومات لتوصيل الرنا المضاد للدلالة من خلال غشاء الخلية إلى السيتوبلازم والنواة.وقد وجد أن التوصيل القائم على النواقل الفيروسية هو الأكثر فائدة بين أنظمة التوصيل المختلفة لأنه يتمتع بفعالية عالية في النقل.ومع ذلك، من الصعب توصيل الرنا المضاد للدلالة فقط إلى المواقع المستهدفة. أيضًا، نظرًا لحجم وقضايا استقرار الرنا المضاد للدلالة، فهناك بعض القيود على استخدامه. لتحسين قضايا التوصيل، تمت دراسة التعديلات الكيميائية وتصميمات الأوليجونوكليوتيدات الجديدة لتعزيز توزيع الدواء والآثار الجانبية والتحمل.
الرنا المتداخلهو فئة من الرنا القصيرغير المشفرالذي يعمل علىكظمالتعبير الجينيأثناءالترجمةأوبعد الترجمة.وقد أدى اكتشافه وتحديده لاحقًا باعتباره مؤثرًا رئيسيًا فيتنظيم الجينات بعد النسخإلى جعلالحمض النووي الريبوزي المتداخل الصغير(siRNA)والحمض النووي الريبوزي الميكروي(miRNA) علاجات محتملة للأمراض الجهازية.تم اكتشاف نظام RNAi في الأصل عام 1990 بواسطة Jorgensen وآخرين، الذين كانوا يقومون بأبحاث تتضمن إدخال جينات التلوين إلىالبتونيا،ويُعتقد أن هذا النظام تم تطويره في الأصل كوسيلة للمناعة الفطرية ضد فيروسات الحمض النووي الريبوزي مزدوج الخيط.
الرنا المتداخل الصغير(siRNA) عبارة عن قطع قصيرة من الرنا مزدوج الخيط، يتكون من 19-23 زوج قاعدة (مع وجود نتوء 3' من نوكليوتيدتين)، تشارك فيمركب الإسكات المستحث بالرنا(RISC)لإسكات الجين.على وجه التحديد، يرتبط siRNA بمركب RISC حيث يتم فكه بواسطة تحلل ATP.ثم يتم استخدامه كدليل بواسطة الإنزيم "Slicer" لاستهداف mRNAs لكي تتحلل بناءً علىالأزواج القاعديةالتكميلية مع الرنا الرسول المستهدف.كعلاج، يمكن توصيل siRNA محليًا، من خلال العين أو الأنف، لعلاج أمراض مختلفة.يستفيد التوصيل المحلي من التركيب البسيط وتوصيل الدواء والتوافر البيولوجي العالي للدواء.التوصيل الجهازي ضروري لاستهداف السرطانات والأمراض الأخرى.يعد استهداف siRNA عند توصيله موضعيًا أحد التحديات الرئيسية في علاجات siRNAفي حين أنه من الممكن استخدام الحقن الوريدي لتوصيل علاجات siRNA، فقد أثيرت مخاوف بشأن الأحجام الكبيرة المستخدمة في الحقن، حيث يجب أن تكون غالبًا ~20-30٪ من إجمالي حجم الدم. تشمل طرق التوصيل الأخرى تغليف الليبوزوم، والاقتران بالببتيدات المنفذة للغشاء، والكهرباء المباشرة للأنسجة / الأعضاء. بالإضافة إلى ذلك، وجد أن siRNAs الخارجية لا تدوم سوى بضعة أيام (بضعة أسابيع على الأكثر في الخلايا غير المنقسمة) في الجسم الحي.إذا كان siRNA قادرًا على الوصول إلى هدفه بنجاح، فإنه يمتلك القدرة على تنظيم التعبير الجيني علاجيًا من خلال قدرته على الاقتران القاعدي بأهداف mRNA وتعزيز تحللها من خلال نظام RISC حاليًا، يخضع العلاج القائم على siRNA للتجربة السريرية من المرحلة الأولى لعلاجالتنكس البقعيالمرتبط بالعمر، على الرغم من أنه يتم استكشافه أيضًا لاستخدامه في علاج السرطان. على سبيل المثال، يمكن استخدام siRNA لاستهداف mRNAs التي تشفر البروتينات التي تعزز نمو الورم مثل مستقبلVEGFوإنزيمالتيلوميراز.
الرنا الميكري(miRNA) عبارة عنأوليجونوكليوتيداتقصيرة يبلغ طولها حوالي 19-23زوجًا قاعديًاتشارك فيمركب الإسكات المستحثبالرنا الميكروي. على وجه التحديد، بمجرد تحميله على إنزيم ARGONAUTE، يعمل الرنا الميكروي معالرنا الرسوللكظمالترجمة وزعزعة استقرار الرنا الرسول بعد الترجمة.في حين أنها متشابهة وظيفيًا معالرنا المتداخل الصغير(siRNA)، إلا أن الرنا الميكروي لا يتتطلب اقترانًا قاعديًا مكثفًا لإسكات الرنا الرسول (يمكن أن يتتطلب ما لا يقل عن سبعة أزواج قاعدية مع الهدف)،مما يسمح له بالتأثير على نطاق واسع على مجموعة أوسع من أهداف الرنا الميكروي.في الخلية، يستخدم الرنا الميكروي التفاعلات التبديلية والضبطية والمحايدة لتنظيم كظم الجينات بدقة.كعلاج، يمتلك الرنا الميكروي القدرة على التأثير على المسارات الكيميائية الحيوية في جميع أنحاء الكائن الحي.
مع أكثر من 400 رنا ميكروي تم التعرف عليها في البشر، فإن تمييز جينهم المستهدف للكظم هو التحدي الأول.تم بناء قواعد بيانات متعددة، على سبيل المثال TargetScan، باستخدام مطابقة بذور الرنا الميكروي.تساعد الاختبارات المختبرية في تحديد التأثيرات الظاهرية لـ miRNAs،ولكن بسبب الطبيعة المعقدة لتنظيم الجينات، لا يكون لجميع miRNAs المحددة التأثير المتوقع. بالإضافة إلى ذلك، تم العثور على العديد من miRNAs تعمل إما ككاظمات للورم أوكجينات ورميةفي الجسم الحي، مثل الجين الورمي miR-155 وmiR-17-92.
في التجارب السريرية، يستخدم الرنا المكروي بشكل شائعكواسمات حيويةلمجموعة متنوعة من الأمراض، مما قد يوفر تشخيصًا مبكرًا بالإضافة إلى تقدم المرض ومرحلته والروابط الجينية.تختبر تجاربالمرحلتين 1 و2حاليًا محاكيات الرنا الميكروي (للتعبير عن الجينات) وmiRNA (لكظمالجينات) في المرضى المصابين بالسرطان وأمراض أخرى.على وجه الخصوص، تُستخدم miRNAs المقلدة لإدخال miRNAs التي تعمل ككاظمات للأورام في الأنسجة السرطانية، بينما تُستخدممناهضاتmiRNAs لاستهداف الجينات الورمية miRNAs لمنع نشاطها المعزز للسرطان.تُستخدم miRNAs العلاجية أيضًا بالإضافة إلى العلاجات الشائعة (مثل علاجات السرطان) المعروفة بالإفراط في التعبير عن مستويات الرنا الميكروي أو زعزعة استقرارها لدى المريض. ومن الأمثلة على علاج الرنا الميكروي المقلد الذي أثبت فعاليته في إعاقة نمو ورم سرطان الرئة في دراسات الفئران miR-34a.
أحد الجوانب المثيرة للقلق في العلاجات القائمة على miRNA هو إمكانية تأثير الرنا الميكروي الخارجي على آليات إسكات الرنا الميكروي داخل الخلايا الطبيعية للجسم، وبالتالي التأثير على المسارات الكيميائية الحيوية الخلوية الطبيعية.ومع ذلك، أشارت الدراساتفي الجسم الحيإلى أن miRNAs لا تظهر أي تأثير يذكر في الأنسجة/الأعضاء غير المستهدفة.
باتيسيران(patisiran)
جيفوسيران(Givosiran)
لوماسيران(lumasiran)
إنكليسيران(inclisiran)
بشكل عام، الأبتامرات هي جزيئات صغيرة تتكون إما من الدنا أحادي الخيط أو الرنا وعادة ما تكون بطول 20-100 نوكليوتيد،أو حوالي 3-60 كيلو دالتون.وبسبب طبيعتها الأحادية الخيط، فإن الأبتامرات قادرة على تكوين العديد من الهياكل الثانوية، بما في ذلكالعقد الكاذبةوالحلقات الجذعيةوالنتوءات (Bulges)، من خلال تفاعلاتاقتران القواعدداخل الخيط. إن مجموعات الهياكل الثانوية الموجودة في الأبتامرات تمنحها بنية ثالثية معينة والتي بدورها تملي الهدف المحدد الذي سيرتبط به الأبتامرات بشكل انتقائي. وبسبب قدرة الأبتامرات على الارتباط الانتقائي، فهي تعتبر جزيءًا حيويًا واعدًا للاستخدام في المستحضرات الصيدلانية.بالإضافة إلى ذلك، تظهر الأبتامرات ارتباطًا وثيقًا بالأهداف، معثوابت انحلالغالبًا في نطاق بيكو مول إلى نانو مول. بالإضافة إلى قدرتها القوية على الارتباط، فإن الأبتامرات ذات قيمة أيضًا لأنها يمكن استخدامها على أهداف غير قادرة على الارتباط بالببتيدات الصغيرة الناتجة عنعرض العاثية/الآكلة(Phage display) أو الأجسام المضادة، وهي قادرة على التمييز بينالتصاوغات الشكليةواستبدالات الأحماض الأمينية. أيضًا، نظرًا لأن الأبتامرات تعتمد على الأحماض النووية، فيمكن تصنيعها مباشرة، مما يلغي الحاجة إلى التعبير والاستخراج القائم على الخلايا كما هو الحال في إنتاج الأجسام المضادة.أبتامرات الرنا على وجه الخصوص قادرة على إنتاج عدد لا يحصى من الهياكل المختلفة، مما يؤدي إلى تكهنات بأنها أكثر تمييزًا في تقاربها مع الهدف مقارنة بأبتامرات الدنا.
تم اكتشاف الأبتامر في الأصل عام 1990 عندما استخدم لاري جولد وكريج تويرك طريقة التطور الموجه المعروفة باسمتطور منظومي للربائط بواسطة الاغناء المطرد(SELEX)لعزل جزيء رنا صغير أحادي الخيط قادر على الارتباط ببوليميراز الحمض النووي البكتيريوفاج T4. بالإضافة إلى ذلك، تم صياغة مصطلح "أبتامر" بواسطة أندرو إلينجتون، الذي عمل مع جاك زوستاك لاختيار أبتامر الرنا قادر على الارتباط الوثيق بجزيئات صبغية عضوية معينة. المصطلح نفسه عبارة عن تكتل من الكلمة اللاتينية "aptus" أو "الملاءمة" والكلمة اليونانية "meros" أو "الجزء".
أبتامر الرنا ليست "مخلوقة" بقدر ما هي "مختارة". لتطوير أبتامر الرنا قادر على الارتباط الانتقائي بهدف جزيئي، يتم استخدام طريقة تُعرفالتطور المنظومي للربائط بواسطة الاغناء المطرد(SELEX) لعزل أبتامر الرنا فريد من مجموعة من ~10 ^ 13 إلى 10 ^ 16 أبتامر مختلف، والمعروفة أيضًا باسم المكتبة. ثم يتم تحضين مكتبة أوليجونوكليوتيدات الأبتامر المحتملة مع نوع غير مستهدف لإزالة الأبتامر التي تظهر ارتباطًا غير محدد. بعد الإزالة اللاحقة للأبتامر غير المحدد، يتم تعريض أعضاء المكتبة المتبقين للهدف المطلوب، والذي يمكن أن يكون بروتينًا أو ببتيدًا أو نوعًا من الخلايا أو حتى عضوًا (في حالة SELEX المستند إلى الحيوانات الحية). ومن هناك، يتم نسخ أبتامر الرنا التي كانت مرتبطة بالهدف إلىcDNAوالذي يتم بعد ذلك يتم تضخيمها من خلالتفاعل البوليميراز المتسلسل، ثم يتم إعادة نسخ منتجات تفاعل البوليميراز المتسلسل إلى الرنا. ثم يتم استخدام نسخ الرنا الجديدة هذه لتكرار دورة الاختيار عدة مرات، وبالتالي إنتاج مجموعة متجانسة من أبتامرات الرنا القادرة على الارتباط بالهدف عالي التحديد والألفة.
يمكن تصميم أبتامرات الرنا لتعملكمناهضاتأوناهضاتأو ما يسمى "أبتامرات الرنا الخداعية".في حالة المناهضات، يتم استخدام أبتامر الرنا إما لمنع ارتباط بروتين معين بمستقبل غشاء الخلية أو لمنع البروتين من أداء نشاطه عن طريق الارتباط بهدف البروتين. حاليًا، تعمل العلاجات الوحيدة القائمة على أبتامر الرنا التي تقدمت إلى التجارب السريرية كمناهضات. عندما يتم تصميم أبتامر الرنا لتعمل كناهضات، فإنها تعزز تنشيط الخلايا المناعية كجزيء تحفيزي مشارك، وبالتالي تساعد في تعبئة نظام الدفاع الخاص بالجسم. بالنسبة لأبتامرات الرنا الخداعية، يكون أبتامر الرنا الاصطناعي يشبه جزيء الرنا الأصلي. وعلى هذا النحو، ترتبط البروتينات التي ترتبط بهدف الرنا الأصلي بدلاً من ذلك بالرنا الأبتامر، والذي قد يتداخل مع المسار الجزيئي الحيوي لمرض معين. بالإضافة إلى فائدتها كعوامل علاجية مباشرة، يتم أيضًا النظر في أبتامر الرنا لأدوار علاجية أخرى. على سبيل المثال، من خلال ربط أبتامر الرنا بمركب دوائي، يمكن أن يعمل أبتامر الرنا كنظام توصيل مستهدف لهذا الدواء. تُعرف هذه أبتامر الرنا باسم ApDCs. بالإضافة إلى ذلك، من خلال الاقترانبالنظائر المشعةأو جزيءالصبغة الفلورية، قد تكون أبتامرات الرنا مفيدة في التصوير التشخيصي.
بسبب عملية SELEX المستخدمة لاختيار أبتامر الرنا، يمكن إنشاء أبتامر الرنا للعديد من الأهداف المحتملة. من خلال إدخال أبتامر الرنا مباشرة إلى الهدف أثناء SELEX، يمكن إنتاج مجموعة متجانسة للغاية من أبتامر الرنا عالية الألفة. على هذا النحو، يمكن جعل أبتميرات الرنا تستهدف الببتيدات الصغيرة والبروتينات، وكذلك شظايا الخلايا والخلايا الكاملة وحتى الأنسجة المحددة. تشمل أمثلة الأهداف الجزيئية لأبتميرات الرنا والأهداف المحتملةعامل النمو البطاني الوعائي،البانيات العظمية،وربيطة كيموكين C-X-C 12 (CXCL2)
من أمثلة علاج أبتامر الرنا عقار بيجابتانيب (المعروف أيضًا باسم ماكوجين ®)، وهو علاج أبتامر الرنا الوحيد الذي تعتمدهإدارة الغذاء والدواء الأمريكية؛ إذ وافقت عليه في الأصل في عام 2004 لعلاجالتنكس البقعيالمرتبط بالعمر. بيجابتانيب هو أبتامر الرنا المكون من 28 نوكليوتيدًا ويعمل كمناهض لعامل نمو بطانة الأوعية الدموية. ومع ذلك، فهو ليس بنفس فعالية العلاجات القائمة على الأجسام المضادة مثلبيفاسيزومابورانيبيزوماب.مثال آخر على علاج أبتامر الرنا هو NOX-A12، وهو أبتامر الرنا المكون من 45 نوكليوتيدًا والذي يخضع للتجارب السريرية لعلاجسرطان الدم الليمفاوي المزمنوسرطان البنكرياس، بالإضافة إلى أنواع أخرى من السرطان. يعمل NOX-A12 كمناهض لـ CXCL12/SDF-1، وهو كيموكين يشارك في نمو الورم.
في حين أن الانتقائية العالية والارتباط الوثيق لأبتامرات الرنا قد ولَّدا اهتمامًا باستخدامها كمستحضرات صيدلانية، إلا أن هناك العديد من المشاكل التي منعتها من النجاح في الجسم الحي. أولاً، بدون تعديلات، تتحلل أبتامرات الرنا بعد إدخالها إلى الجسم بواسطة النوكليازات في غضون بضع دقائق. أيضًا، نظرًا لصغر حجمها، يمكن إزالة أبتامرات الرنا من مجرى الدم بواسطة الجهاز الكلوي. وبسبب شحنتها السالبة، من المعروف أن أبتامرات الرنا ترتبط بالبروتينات في مجرى الدم، مما يؤدي إلى توصيلها إلى الأنسجة غير المستهدفة والسمية. يجب أيضًا توخي الحذر عند عزل أبتميرات الرنا، حيث أن الأبتميرات التي تحتوي على تسلسلات متكررة من السيتوزين والفوسفات والجوانين (CpG) ستتسبب في تنشيط الجهاز المناعي من خلال مسارالمستقبلات الشبيهة بالتول.
لمكافحة بعض القيود الحيوية لأبتميرات الرنا، يمكن إضافة تعديلات مختلفة إلى النوكليوتيدات للمساعدة في فعالية الأبتمير. على سبيل المثال، يمكن ربط جزء من البولي إيثيلين جليكول (PEG) لزيادة حجم الأبتمير، وبالتالي منع إزالته من مجرى الدم بواسطةالكبيبة الكلوية.ومع ذلك، فقد ثبت أن PEG يتدخل في تفاعلات الحساسية أثناء الاختبار الحيوي. علاوة على ذلك، يمكن إضافة تعديلات لمنع تحلل النوكلياز، مثل مجموعة الفلورو أو الأمينو 2' بالإضافة إلى الثيميدين المقلوب 3'. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تصنيع الأبتامر بحيث يكون سكر الريبوز فيشكل Lبدلاً منشكل D،مما يمنع التعرف على النوكلياز. تُعرف هذه الأبتامر باسمشبيغلمر(Spiegelmers). ولمنع تنشيط مسارالمستقبلات الشبيهة بالتول، يمكنميثلةقواعد النوكليوتيدات السيتوزينية داخل الأبتامر. ومع ذلك، وعلى الرغم من هذه الحلول المحتملة لتقليل الفعالية في الجسم الحي، فمن الممكن أن يؤدي تعديل الأبتامر كيميائيًا إلى إضعاف تقارب ارتباطه بهدفه.