À une époque où les épidémies virales peuvent dégénérer en pandémies mondiales à une vitesse alarmante, la capacité de développer rapidement de nouveaux vaccins est devenue cruciale. Cependant, la vitesse de production du vaccin est limitée car l’ARNm utilisé est en partie synthétisé chimiquement et en partie à l’aide d’enzymes, un processus relativement lent.
Une équipe de chercheurs de l’Université de Nagoya au Japon a développé avec succès une technologie de synthèse innovante capable de produire un ARNm de haute pureté entièrement synthétisé chimiquement, éliminant ainsi les réactions enzymatiques plus lentes.
Cette avancée jette les bases de réactions plus rapides aux épidémies virales et aux maladies émergentes, ce qui, espérons-le, permettra d’atténuer les infections futures à un stade préliminaire. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Recherche sur les acides nucléiques.
Compte tenu de son rôle important dans la lutte contre la pandémie de COVID-19, l’ARNm est désormais largement reconnu pour son potentiel à prévenir les maladies infectieuses. Les experts prévoient qu’à l’avenir, la technologie de l’ARNm sera utilisée pour traiter les troubles génétiques et les maladies émergentes. Cependant, la production d’ARNm reste difficile en raison de préoccupations concernant la pureté et la vitesse de production.
Ces problèmes peuvent être résolus à l’aide d’ARNm entièrement synthétisés chimiquement. Selon Masahito Inagaki, « l’un des avantages les plus importants de l’ARNm entièrement synthétisé chimiquement est sa capacité à contourner les réactions enzymatiques complexes et longues généralement requises dans la production d’ARNm. Une méthode qui repose uniquement sur des réactions chimiques réduirait considérablement la production. processus. »
Il offre également des avantages aux personnes qui présentent une forte réponse immunitaire aux vaccins. L’ARNm dérivé de l’ARN 5′-monophosphorylé est susceptible d’être contaminé par des fragments d’ARN incomplets, provoquant une forte réaction immunitaire. Cette réponse immunitaire augmente le risque d’effets secondaires, notamment d’inflammation. Cependant, les technologies de purification existantes ont eu du mal à éliminer ces impuretés, limitant ainsi leur potentiel.
Pour résoudre ces problèmes, le professeur Hiroshi Abe, la doctorante Mami Ototake et le professeur adjoint Inagaki ont conçu un nouveau réactif de phosphorylation avec un groupe nitrobenzyle qui sert d’étiquette de purification hydrophobe.
Inagaki a expliqué : « Les groupes nitrobenzyle ont un caractère hydrophobe élevé ; par conséquent, lorsque le groupe nitrobenzyle est introduit dans la molécule d’ARN, l’ARNm devient plus hydrophobe. Comme l’ARN impur manque de groupes nitrobenzyle, il peut être facilement séparé de l’ARN cible contenant des groupes nitrobenzyle en utilisant la méthode inverse. Chromatographie liquide haute performance en phases.
« Cette approche produit un ARN pur, exempt d’incohérences de longueur et d’impuretés généralement associées aux méthodes de synthèse basées sur la transcription. »
En plus de synthétiser chimiquement l’ARNm, l’équipe a également créé un ARNm circulaire pur en utilisant la même méthode. Les ARNm circulaires sont uniques car ils manquent de structures terminales, ce qui les rend résistants à la dégradation par les enzymes dégradant les acides nucléiques dans le corps, ce qui entraîne un effet médicinal plus durable.
La percée dans la production d’ARNm a des implications significatives pour l’avenir des traitements médicaux. « Cette innovation ouvre la voie à la production hautement efficace d’ARNm entièrement synthétisés chimiquement et d’ARNm circulaires, qui ont le potentiel de révolutionner la découverte de médicaments à base d’ARN et d’élargir la portée des traitements basés sur l’ARNm », a déclaré Abe.
Une production de vaccins plus rapide et plus pure devrait améliorer nos délais de réponse aux futures menaces infectieuses. À l’avenir, l’équipe espère également utiliser ces résultats pour développer de nouveaux vaccins à ARNm contre les antigènes du cancer et les maladies génétiques.
Plus d’informations :
Mami Ototake et al, Développement d’une étiquette hydrophobe purifiant l’ARN monophosphorylé pour la synthèse chimique de l’ARNm coiffé et la synthèse enzymatique de l’ARNm circulaire, Recherche sur les acides nucléiques (2024). DOI : 10.1093/nar/gkae847