Prvi tretmani koji koriste RNK uređivanje gena su ušli u klinička ispitivanja ili su dobili odobrenje za njih, što jača nade za sigurnije i fleksibilnije terapije uređivanja gena. Jedan tretman uključuje zamjenu jedne baze kako bi se ispravila mutacija koja uzrokuje nedostatak alfa-1 antitripsina (AATD), a koja može oštetiti pluća i jetru. Drugi mijenja hiljade slova genetičkog koda u molekuli RNK odjednom kako bi se liječila grupa mutacija koje uzrokuju Stargardtovu bolest. Za razliku od uređivanja genoma pomoću CRISPR-a, RNK uređivanje ne mijenja gene. Također ne uvodi trajne promjene, jer su molekule RNK prolazne. Obje karakteristike ovih novih terapija bi mogle smanjiti rizike povezane s uređivanjem genoma, ali bi mogle značiti da tretmani imaju manje dugotrajne učinke. Sama CRISPR tehnologija ima manu tzv. off-target grešaka, kada ove “molekularne makaze”, mogu slučajno izrezati i neki dio genoma koji ne želimo.
Uređivanje gena – kako za terapije bolesti, tako i za usjeve, voće i povrće – ne mora biti zasnovano na ubacivanju gena kako što se to radi na transgenetičkim organizmima. Moguće je uvesti male promjene već postojećeh genoma. U tome je već oko dekadu prilično dobra CRISPR tehnologija, ali naučnici istražuje i druge pristupe. Jedan od njih je i korištenje ribonukelinske kiseline, odnosno RNK. Nakon decenija istraživanja RNK i mogućnosti editovanja RNK, postajemo korak bliže ovom pristupu.
Prisjetimo se – RNK je zapravo naziv za niz molekula koje postoje u živom svijetu a u kojima je osnovni šećer – element građe ovih molekula – riboza. Neke vrste RNK služe za transport aminokiselina, a druge su zapravo prepisi genetičkog koda sa DNK, odnosno operativna verzija instrukcije za sintezu proteina. DNK je neoperativna verzija genetičke šifre, a informaciona RNK ili messenger RNA (mRNA) operativna.
Jedan uobičajeni pristup uređivanju putem RNK, uređivanje pojedinačnih baza, koristi enzim koji već postoji u stanicama: adenozin deaminazu koja djeluje na RNK (ADAR). Ovaj enzim zamjenjuje baznu jedinicu, “slovo genetičkog koda” nazvanu adenin u sekvenci RNK s baznom jedinicom nazvanom inozin.
Naučnici pokušavaju pomoću ove tehnike razviti terapiju kojom bi se liječio genetički poremećaj nazvan nedostatak alfa-1 antitripsina (AATD), koji može oštetiti pluća i jetru. Bolest smanjuje proizvodnju AAT-a, proteina koji se proizvodi u ćelijama jetre i štiti pluća od oštećenja uzrokovanih udisanjem zagađenog zraka ili drugih nadražujućih tvari. Kod miševa, lijek je uredio oko 50% ciljanog mRNA u stanicama jetre, što je dovoljno za postizanje terapijskih učinaka.
No, da li osim preciznog mijenjanja jedne baze, tehnika RNK uređivanje može mijenjati veće “komade” RNK, ukoliko je potrebno?
Još jedan pristup, nazvan uređivanje RNA egzona, istovremeno mijenja hiljade genetičkih slova u molekuli RNK. Uređivanje egzona slično je uređivanju cijelog odlomka umjesto ispravljanja jedne tipografske pogreške. Egzoni su zapravo kodirajući dijelovi DNK, Između njih nalaze se introni, nekodirajući dijelovi. Ovakav isprekidan genom je karakteristika eukariota, dakle organizama koji nisu bakterije ili arhea, a u koje spadamo i mi. Ova tehnologija posebno je važna za poremećaje uzrokovane višestrukim mutacijama u genomu osobe; takvi nizovi mutacija teško se mogu riješiti pojedinačnim promjenama baza.
Tehnika cilja pre-iRNK (pre-mRNA), koja se transkribira iz DNK, a zatim obrađuje kako bi stvorila mRNA. Pre-mRNK uključuje i egzone i introne. Putem mehanizma nazvanog splicing, introni se izrezuju iz pre-mRNK, a egzoni se spajaju kako bi formirali konačnu mRNA, koja se prevodi u protein.
Jedna američka kompanija dobila je odobrenje od Američke agencije za hranu i lijekove (FDA) za kliničko ispitivanje uređivača egzona radi liječenja Stargardtove bolesti, koja uzrokuje gubitak vida. Ljudi s tom bolešću imaju nekoliko mutacija u jednom genu, što dovodi do proizvodnje defektnog proteina koji normalno štiti mrežnjaču.
Jedna kompanija iz Južne Koreje testira metodu uređivanje RNK za liječenje jednog vida raka jetre. U ovom slučaju, istraživači su stvorili ribozome (dijelove ćelije gdje nastaju proteini) kako bi “otvorili” mRNK u tumorskim ćelijama i umetnuli smrtonosni teret: sekvencu RNK koja se prevodi u protein koji je zapravo toksin i koji potiče smrt ćelija. Kada okolne tumorske ćelije dođu u kontakt s tim ćelijama, toksin se širi, potičući i njihovu smrt. Ova terapijska molekula zamjenjuje sekvencu RNK koja je povezana s rastom tumora.
Nove tehnologije uređivanja gena pomoću RNK omogućuju precizno ciljanje genetičkih grešaka, pružajući određenu nadu za sigurnije i efikasnije terapije za genetičke poremećaje i rak, s potencijalom za minimalne nuspojave.
