Forscher der Universität Ottawa haben möglicherweise den Code geknackt, um sowohl mRNA- als auch RNAI-basierte Therapien zu nutzen, um die Behandlung von Krebs, Herz-Kreislauf- und anderen komplexen Krankheiten zu verbessern.
Der Erfolg von COVID-19-Impfstoffen hat das Potenzial mRNA-basierter Therapien deutlich gemacht, die selektiv manipulieren, wie Gene eine Funktion übertragen. RNA-Interferenz (RNAi) wiederum ist ein natürlicher Abwehrmechanismus gegen exogene Gene, kann aber den positiven Effekten von mRNA entgegenwirken.
Die neue Proof-of-Concept-Studie veröffentlicht In ACS Nanoscience Au könnte das erste sein, das die Abgabe von mRNA und siRNA in vivo und in vitro zeigt, um die Expression mehrerer Gene und Proteine zu verstärken und zu stören und so die therapeutischen Ergebnisse zu verbessern.
„Unsere Arbeit wird einen enormen Einfluss auf mRNA- und RNAi-basierte Therapien und die Arzneimittelentwicklung für komplexe Krankheiten wie Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen haben“, sagte Co-Hauptautor Dr. Suresh Gadde, Assistenzprofessor an der medizinischen Fakultät.
„Bei Krebs sind Mutationen in Tumorsuppressorgenen, Arzneimittelresistenz und das erneute Auftreten von Tumoren einige der Hauptprobleme. Unsere Nanopartikel-Strategien können sie alle in einer einzigen Behandlung bewältigen.“
RNA-basierte Strategien sind bei der Behandlung schwerwiegender Krankheiten vielversprechend, werden jedoch durch die Komplexität von Krebs beeinträchtigt, die zielgerichtete Ansätze erfordert. Der in dieser Studie mit Mäusen entdeckte Ansatz könnte schließlich zu neuartigen Therapien zur Behandlung von Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen durch mRNA-Einführung, RNA-Interferenz, Translationshemmung und/oder Translationsrepression führen.
„Durch den Einsatz dieser Technologie können wir die Expression von Tumorsuppressorgenen wie PTEN, P53 oder Tumorantigenen für die Immuntherapie wiederherstellen und gleichzeitig die Gene/Proteine, die an der Entwicklung von Arzneimittelresistenzen/CSC beteiligt sind, ausschalten“, sagt Dr. Gadde, der die Untersuchung leitete von der Abteilung für Zelluläre und Molekulare Medizin zusammen mit den Kollegen Dr. Lisheng Wang, Dr. Marceline Côté, Dr. Shireesha Manturthi und Sara El-Sahli.
Diese Erkenntnisse werden zukünftige Arbeiten zur Entwicklung von Nanopartikeln mit therapeutischer mRNA und siRNA vorantreiben, während Forscher ihre Auswirkungen in klinisch übersetzbaren Tiermodellen untersuchen.
„Wir können unseren Ansatz nutzen, um Kreuzgespräche selektiv zu verstärken oder zu stören, um die therapeutischen Ergebnisse zu verbessern. Wir können antitumorale Faktoren synergetisch fördern und gleichzeitig protumorale Faktoren durch mRNA-Einführung, RNA-Interferenz, translationale Hemmung und/oder translationale Repression minimieren“, fügt Dr. Gadde über die neueste Initiative, die aus seinem und Dr. Wangs Labor hervorgegangen ist.
Dr. Gaddes Arbeit konzentriert sich auf die Entwicklung von Nanotherapien, um die Biologie verschiedener Krankheiten und Faktoren, die ihr Fortschreiten verursachen, zu untersuchen und zu verstehen sowie therapeutische Strategien zu entwickeln. Dr. Wangs Forschung konzentriert sich unterdessen auf Signalwege in Krebsstammzellen und die Verwendung zellulärer und molekularer Ansätze sowie In-vivo-Tiermodelle zur Entwicklung wirksamer Krebstherapien.
Weitere Informationen:
Shireesha Manturthi et al, Nanoparticles Codelivering mRNA and SiRNA for Simultaneous Restoration and Silencing of Gene/Protein Expression In Vitro and In Vivo, ACS Nanoscience Au (2024). DOI: 10.1021/acsnanoscienceau.4c00040