Voorgaande artikel vertaald
Schiet op de boodschapper: RNA-bewerking is hier
Cormac Sheridan
Nature Biotechnology ( 2023 )
RNA-bewerking wint snel aan bekendheid omdat de voorbijgaande en omkeerbare veranderingen een veiligere en flexibelere optie beloven om ziekteverwekkende mutaties ongedaan te maken dan DNA-bewerking.
Wave Life Sciences streeft ernaar om als eerste in de kliniek te zijn met RNA-bewerking, een aanpak die snel terrein wint. Later dit jaar zal het een klinische proefaanvraag indienen voor WVE-006 om a-1 antitrypsine-deficiëntie (AATD) te behandelen. De studie zal een mijlpaal betekenen voor nog een andere RNA-gerichte therapeutische modaliteit.
Wave behoort tot een groeiend cluster van bedrijven die een endogeen enzym gebruiken, adenosinedeaminase dat op RNA (ADAR) inwerkt, om mRNA-transcripten te bewerken. De belangstelling voor het gebied explodeert, zoals blijkt uit twee grote deals die eind vorig jaar werden ondertekend. Een van hen, tussen ProQR Therapeutics uit Leiden in Nederland en Eli Lilly, bouwt voort op een bestaande deal die ze in 2021 zijn aangegaan. De andere, tussen het in Londen gevestigde GSK en Wave, omvat mogelijk RNA-silencing en -splitsing, evenals bewerking. WVE-006 is het enige programma dat tot nu toe in de alliantie is bekendgemaakt. Het in Bazel, Zwitserland gevestigde Roche is ook betrokken geraakt bij op ADAR gebaseerde RNA-bewerking, via een grootschalige alliantiehet kwam in 2021 binnen met Shape Therapeutics. Andere RNA-bewerkingsbenaderingen zijn ook in ontwikkeling, waaronder het nieuwe exon-bewerkingsplatform van Ascidian Therapeutics en een RNA-geleide endonuclease (RGEN) -technologie die Rznomics, uit Yongin, Zuid-Korea, al in klinische ontwikkeling heeft gebracht (tabel 1 )
Op ADAR gebaseerde RNA-bewerking maakt gebruik van een eigenaardigheid van de vertaalmachinerie van de cel waarbij, als gevolg van hun structurele overeenkomsten, inosine leest als guanine. Hierdoor kunnen ADAR-editors plaatsspecifieke, RNA-geleide adenosine-naar-inosine (A-naar-I) veranderingen introduceren, waardoor talloze therapeutische mogelijkheden ontstaan, waaronder het corrigeren van ziekteverwekkende mutaties, het moduleren van genexpressie of het veranderen van eiwit-eiwitinteracties.
Verschillende aspecten van RNA-bewerking maken het aantrekkelijk. Het vermijdt de potentiële genotoxiciteitsrisico 's die gepaard gaan met op CRISPR-Cas9 gebaseerde DNA-bewerking, een hulpmiddel dat permanente veranderingen in het genoom introduceert. Omdat mRNA-moleculen inherent van voorbijgaande aard zijn, zouden de gevolgen van elke off-target bewerking die kan optreden, relatief gering moeten zijn. "Het is zeker een punt van zorg, maar het is ordes van grootte minder, zou ik zeggen, dan wat je hebt gezien in de DNA-bewerkingsruimte", zegt David Huss, CSO bij Shape. "We denken niet dat we die 15 jaar follow-up nodig hebben die je nodig hebt met DNA-bewerking", zegt Romesh Subramanian, CEO van Ascidian. Bovendien introduceert geen van de RNA-bewerkingstechnieken die in ontwikkeling zijn een vreemd, potentieel immunogeen eiwit, zoals het geval is bij DNA-gestuurde CRISPR-Cas9-bewerking, basisbewerking of primaire bewerking .
Vijf ADAR-isovormen, gecodeerd door drie verschillende genen, zijn bij mensen geïdentificeerd: ADAR1p110, ADAR1p150, ADAR2a, ADAR2b en ADAR3 (waarvan de laatste katalytisch inactief is en vermoedelijk werkt als een remmer van de actieve vorm). Deze ADAR's werken gewoonlijk op dubbelstrengige RNA-moleculen om regulatoire niet-coderende RNA's te moduleren, antivirale immuniteit te activeren of ongepaste aangeboren immuunresponsen tegen zelftranscripten te onderdrukken, en doen dit op een niet-specifieke manier. “We gebruiken vaak de term 'ADAR is blind'”, zegt Huss. "Het herkent geen reeks - het herkent een structuur." Door gids-RNA's te ontwerpen om die dubbelstrengige RNA-structuur na te bootsen, is het mogelijk om de activiteit of een of meer ADAR-isovormen naar een doelplaats op een anderszins enkelstrengs mRNA-transcript te leiden, om een ??gewenste A-naar-I-bewerking te verkrijgen. "We hebben veel tijd en moeite geïnvesteerd in het begrijpen hoe synthetische oligonucleotiden de natuurlijke situatie kunnen nabootsen", zegt Gerard Platenburg, medeoprichter en CSO bij ProQR, dat heeft samengewerkt met Peter Beal van de University of California, Davis, een onderzoeker die onderzoekt de structuur en functie van ADAR. Twee belangrijke kenmerken van de gids-RNA-moleculen zijn een bindend domein dat de doelspecificiteit bepaalt en een bewerkingsgebied dat de beoogde adenosine in de actieve zak van het enzym duwt. Het enzym is zeer actief, wat zich, gezien het juiste RNA-ontwerp van de gids, kan vertalen in hoge bewerkingsefficiënties. "We zien duurzame, consequente bewerkingen", zegt Paul Bolno, CEO van Wave, dat tot 80% bewerkingsefficiëntie voor WVE-006 bij niet-menselijke primaten heeft gerapporteerd.