ARN missatger amb nucleòsids modificats: diferència entre les revisions

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
Cap resum de modificació
Línia 1: Línia 1:
[[Fitxer:Ribosome_mRNA_translation_en.svg|miniatura|Un [[ribosoma]] (representat en verd) crea una proteïna (representada aquí com una cadena de comptes que representa [[Aminoàcid|aminoàcids]] ) [[Codi genètic|codificada]] en un ARNm (representat com una cinta de [[Nucleòtid|nucleòtids]] ) que es pot modificar per reduir la [[Sistema immunitari innat|inflamació]] de la cèl·lula.]]
[[Fitxer:Ribosome_mRNA_translation_en.svg|miniatura|Un [[ribosoma]] (representat en verd) crea una proteïna (representada aquí com una cadena de comptes que representa [[Aminoàcid|aminoàcids]] ) [[Codi genètic|codificada]] en un ARNm (representat com una cinta de [[Nucleòtid|nucleòtids]] ) que es pot modificar per reduir la [[Sistema immunitari innat|inflamació]] de la cèl·lula.]]
Un '''ARN missatger amb nucleòsids modificats''' ('''ARNmod''', o en anglès modRNA) és un [[ARN missatger]] (ARNm) sintètic en el qual alguns [[nucleòsids]] són substituïts per altres nucleòsids modificats naturalment o per [[Anàleg de nucleòsid|anàlegs de nucleòsids]] sintètics.<ref>{{ref-publicació| vauthors = Chien KR, Zangi L, Lui KO |títol= Synthetic chemically modified mRNA (modRNA): toward a new technology platform for cardiovascular biology and medicine |publicació= Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine |volum= 5 |exemplar= 1 |pàgines= a014035 |data= octubre 2014 | pmid = 25301935 | pmc = 4292072 | doi = 10.1101/cshperspect.a014035 }}</ref> L'ARNmod s'utilitza per induir la [[Síntesi proteica|producció d'una proteïna]] desitjada en determinades cèl·lules. Una aplicació important és el desenvolupament de [[Vacuna d'ARN|vacunes d'ARNm]], les primeres de les quals van ser aprovades com a [[Vacuna contra la COVID-19|vacunes contra la COVID-19]] (per exemple, la [[Vacuna de Pfizer-BioNTech contra la COVID-19|vacuna de Pfizer–BioNTech]] i la [[Vacuna de Moderna contra la COVID-19|vacuna de Moderna]]).
Un '''ARN missatger amb nucleòsids modificats''' ('''ARNmod''', o en anglès modRNA) és un [[ARN missatger]] (ARNm) sintètic en el qual alguns [[nucleòsids]] són substituïts per altres nucleòsids modificats naturalment o per [[Anàleg de nucleòsid|anàlegs de nucleòsids]] sintètics.<ref>{{ref-publicació| vauthors = Chien KR, Zangi L, Lui KO |títol= Synthetic chemically modified mRNA (modRNA): toward a new technology platform for cardiovascular biology and medicine |publicació= Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine |volum= 5 |exemplar= 1 |pàgines= a014035 |data= octubre 2014 | pmid = 25301935 | pmc = 4292072 | doi = 10.1101/cshperspect.a014035 }}</ref> L'ARNmod s'utilitza per induir la [[Síntesi proteica|producció d'una proteïna]] desitjada en determinades cèl·lules. Una aplicació important és el desenvolupament de [[Vacuna d'ARN|vacunes d'ARNm]], les primeres de les quals van ser aprovades com a [[Vacuna contra la COVID-19|vacunes contra la COVID-19]] (per exemple, la [[Vacuna de Pfizer-BioNTech contra la COVID-19|vacuna de Pfizer–BioNTech]] i la [[Vacuna de Moderna contra la COVID-19|vacuna de Moderna]]).

[[ARN missatger|L’ARNm]] es produeix sintetitzant una [[Àcid ribonucleic|cadena d’àcid ribonucleic]] (ARN) a partir de blocs de construcció [[Nucleòtid|de nucleòtids]] [[Àcid desoxiribonucleic|segons una plantilla d’àcid desoxiribonucleic]] (ADN), un procés que s’anomena [[Transcripció genètica|transcripció]] . <ref>{{Ref-llibre|títol=From DNA to RNA|data=2002|editorial=Garland Science|edició=4|url=https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26887/}}</ref> Quan els blocs de construcció proporcionats a l’ [[ARN polimerasa]] inclouen nucleòsids no estàndards com la pseudouridina, - en lloc dels [[Adenosina|nucleòsids d’adenosina]], [[citidina]], [[guanosina]] i [[uridina]] estàndard -, l’ARNm resultant es descriu com a modificat per nucleòsids. <ref name="pmid27987145">{{Ref-llibre|títol=RNA Vaccines|capítol=Nucleoside Modified mRNA Vaccines for Infectious Diseases|col·lecció=Methods in Molecular Biology|lloc=Clifton, N.J.|volum=1499|pàgines=109–121|data=2017|pmid=27987145|doi=10.1007/978-1-4939-6481-9_6|isbn=978-1-4939-6479-6}}</ref>


== Visió general ==
== Visió general ==

Revisió del 14:05, 30 abr 2021

Un ribosoma (representat en verd) crea una proteïna (representada aquí com una cadena de comptes que representa aminoàcids ) codificada en un ARNm (representat com una cinta de nucleòtids ) que es pot modificar per reduir la inflamació de la cèl·lula.

Un ARN missatger amb nucleòsids modificats (ARNmod, o en anglès modRNA) és un ARN missatger (ARNm) sintètic en el qual alguns nucleòsids són substituïts per altres nucleòsids modificats naturalment o per anàlegs de nucleòsids sintètics.[1] L'ARNmod s'utilitza per induir la producció d'una proteïna desitjada en determinades cèl·lules. Una aplicació important és el desenvolupament de vacunes d'ARNm, les primeres de les quals van ser aprovades com a vacunes contra la COVID-19 (per exemple, la vacuna de Pfizer–BioNTech i la vacuna de Moderna).

L’ARNm es produeix sintetitzant una cadena d’àcid ribonucleic (ARN) a partir de blocs de construcció de nucleòtids segons una plantilla d’àcid desoxiribonucleic (ADN), un procés que s’anomena transcripció . [2] Quan els blocs de construcció proporcionats a l’ ARN polimerasa inclouen nucleòsids no estàndards com la pseudouridina, - en lloc dels nucleòsids d’adenosina, citidina, guanosina i uridina estàndard -, l’ARNm resultant es descriu com a modificat per nucleòsids. [3]

Visió general

Per induir les cèl·lules a produir proteïnes que normalment no produeixen, és possible introduir mRNA heteròleg al citoplasma de la cèl·lula, saltant-se la necessitat de transcripció. En altres paraules, un pla de proteïnes estranyes es "contrabanda" a les cèl·lules. Per assolir aquest objectiu, però, s’ha d’evitar els sistemes cel·lulars que impedeixen la penetració i la traducció de l’ARNm estrany. Hi ha enzims gairebé omnipresents anomenats ribonucleases (també anomenats RNAses) que descomponen l'ARNm no protegit. [4] També hi ha barreres intracel·lulars contra l’ARNm estrany, com ara els receptors del sistema immunitari innats, els receptors tipus toll (TLR) 7 i TLR8, situats a les membranes endosomals. Els sensors d’ARN com TLR7 i TLR8 poden reduir dràsticament la síntesi de proteïnes a la cèl·lula, desencadenar l’alliberament de citoquines com l’ interferó i el TNF-alfa i, quan són prou intensos, condueixen a la mort cel·lular programada . [5]

La naturalesa inflamatòria de l’ARN exogen es pot emmascarar modificant els nucleòsids en l’ARNm. [6] Per exemple, la uridina es pot substituir per un nucleòsid similar com la pseudouridina (Ψ) o la N1-metil-pseudouridina (m1Ψ), [7] i la citosina es pot substituir per la 5-metilcitosina . Alguns d’aquests, com la pseudouridina i la 5-metilcitosina, es produeixen de forma natural en els eucariotes . [8] La inclusió d’aquests nucleòsids modificats altera l’ estructura secundària de l’ARNm, que pot reduir el reconeixement pel sistema immunitari innat alhora que permet una traducció efectiva. [9]

Importància de les regions no traduïdes

Un ARNm normal comença i acaba amb seccions que no codifiquen els aminoàcids de la proteïna real. Aquestes seqüències als extrems 5 ′ i 3 ′ d’una cadena d’ARNm s’anomenen regions no traduïdes (UTR). Els dos UTR en els seus extrems de cadena són essencials per a l'estabilitat d'un ARNm i també d'un modRNA, així com per a l'eficiència de la traducció, és a dir, per la quantitat de proteïna produïda. En seleccionar UTR adequats durant la síntesi d’un modRNA, es pot optimitzar la producció de la proteïna diana a les cèl·lules diana. [10] [11]

Lliurament

Comparant la captació d’ARN i modRNA per part de la cèl·lula

Hi ha diverses dificultats en la introducció de modRNA en determinades cèl·lules diana. En primer lloc, cal protegir el modRNA de les ribonucleases . [12] Això es pot aconseguir, per exemple, embolicant-lo en liposomes . Aquest "embalatge" també pot ajudar a garantir que el modRNA s'absorbeixi a les cèl·lules diana. Això és útil, per exemple, quan s’utilitza en vacunes, ja que les nanopartícules són captades per cèl·lules dendrítiques i macròfags, que tenen un paper important en l’activació del sistema immunitari.[13]

A més a més, pot ser desitjable que el modRNA aplicat s'introdueixi en cèl·lules específiques del cos. Aquest és el cas, per exemple, si s’estimula la multiplicació de les cèl·lules musculars del cor. En aquest cas, el modRNA empaquetat es pot injectar directament en una artèria com una artèria coronària.[14]

Aplicacions

Un camp d’aplicació important són les vacunes amb ARNm, de les quals les primeres autoritzades per al seu ús en humans van ser les vacunes COVID-19 per tractar el SARS-CoV-2 . [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] Alguns exemples de vacunes COVID-19 que utilitzen modRNA inclouen els desenvolupats per la cooperació de BioNTech / Pfizer / Fosun International ( BNT162b2 ) i per Moderna ( mRNA-1273 ). [22] [23] [24] La vacuna zorecimeran desenvolupada per Curevac, però, utilitza ARN no modificat..[25]

Altres possibles usos del modRNA inclouen la regeneració del teixit muscular cardíac danyat [26] [27] i la teràpia contra el càncer. [28] [29]

Referències

  1. ↑ «Synthetic chemically modified mRNA (modRNA): toward a new technology platform for cardiovascular biology and medicine». Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine, 5, 1, octubre 2014, pàg. a014035. DOI: 10.1101/cshperspect.a014035. PMC: 4292072. PMID: 25301935.
  2. ↑ From DNA to RNA. 4. Garland Science, 2002. 
  3. ↑ «Nucleoside Modified mRNA Vaccines for Infectious Diseases». A: RNA Vaccines. 1499, 2017, p. 109–121 (Methods in Molecular Biology). DOI 10.1007/978-1-4939-6481-9_6. ISBN 978-1-4939-6479-6. 
  4. ↑ RNA Biology, 9, 11, November 2012, pàg. 1319–30. DOI: 10.4161/rna.22269. PMC: 3597572. PMID: 23064118.
  5. ↑ RNA Biology, 9, 6, June 2012, pàg. 828–42. DOI: 10.4161/rna.20206. PMC: 3495747. PMID: 22617878.
  6. ↑ Karikó, K; Buckstein, M; Ni, H; Weissman, D Immunity, 23, 2, August 2005, pàg. 165–75. DOI: 10.1016/j.immuni.2005.06.008. PMID: 16111635.
  7. ↑ Journal of Controlled Release, 217, 2015, pàg. 337–344. DOI: 10.1016/j.jconrel.2015.08.051. PMID: 26342664.
  8. ↑ Nucleic Acids Research, 44, 2, January 2016, pàg. 852–62. DOI: 10.1093/nar/gkv1182. PMC: 4737146. PMID: 26578598.
  9. ↑ Error de citació: Etiqueta <ref> no vàlida; no s'ha proporcionat text per les refs nomenades :2
  10. ↑ RNA Biology, 9, 11, November 2012, pàg. 1319–30. DOI: 10.4161/rna.22269. PMC: 3597572. PMID: 23064118.
  11. ↑ Molecular Therapy, 27, 4, April 2019, pàg. 824–836. DOI: 10.1016/j.ymthe.2018.12.011. PMC: 6453560. PMID: 30638957.
  12. ↑ RNA Biology, 9, 11, November 2012, pàg. 1319–30. DOI: 10.4161/rna.22269. PMC: 3597572. PMID: 23064118.
  13. ↑ Vaccine, 32, 3, January 2014, pàg. 327–37. DOI: 10.1016/j.vaccine.2013.11.069. PMID: 24295808 [Consulta: free].
  14. ↑ Molecular Therapy. Methods & Clinical Development, 9, June 2018, pàg. 330–346. DOI: 10.1016/j.omtm.2018.04.003. PMC: 6054703. PMID: 30038937.
  15. ↑ «Pfizer and BioNTech Celebrate Historic First Authorization in the U.S. of Vaccine to Prevent COVID-19». , 12 December 2020.
  16. ↑ The New England Journal of Medicine, 383, 27, December 2020, pàg. 2603–2615. DOI: 10.1056/NEJMoa2034577. PMC: 7745181. PMID: 33301246.
  17. ↑ «Hoffnungsträger BNT162b2: Wie funktionieren mRNA-Impfstoffe?» (en alemany), 10-11-2020. [Consulta: 28 novembre 2020].
  18. ↑ JAMA, 324, 12, September 2020, pàg. 1125–1127. DOI: 10.1001/jama.2020.16866. PMID: 32880613 [Consulta: free].
  19. ↑ bioRxiv, 08-09-2020. DOI: 10.1101/2020.09.08.280818.
  20. ↑ «Conditions of Authorisation for Pfizer/BioNTech COVID-19 Vaccine». Medicines & Healthcare Products Regulatory Agency, 8 December 2020.
  21. ↑ Office of the Commissioner. «Pfizer-BioNTech COVID-19 Vaccine». www.fda.gov. US FDA, 14 December 2020.
  22. ↑ Nature, 586, 7830, October 2020, pàg. 516–527. Bibcode: 2020Natur.586..516K. DOI: 10.1038/s41586-020-2798-3. PMID: 32967006 [Consulta: free].
  23. ↑ «Moderna's Pipeline». Moderna. [Consulta: 28 novembre 2020].
  24. ↑ Dolgin, Elie Nature Biotechnology, 25-11-2020, pàg. d41587–020–00022-y. DOI: 10.1038/d41587-020-00022-y. PMID: 33239758.
  25. ↑ «COVID-19». CureVac. [Consulta: 21 desembre 2020].
  26. ↑ Cardiovascular Drugs and Therapy, 34, 6, December 2020, pàg. 871–880. DOI: 10.1007/s10557-020-07051-4. PMC: 7441140. PMID: 32822006.
  27. ↑ Nature Biotechnology, 31, 10, October 2013, pàg. 898–907. DOI: 10.1038/nbt.2682. PMC: 4058317. PMID: 24013197.
  28. ↑ McNamara, Megan A.; Nair, Smita K.; Holl, Eda K. Journal of Immunology Research, 2015, 2015, pàg. 794528. DOI: 10.1155/2015/794528. PMC: 4668311. PMID: 26665011.
  29. ↑ Verbeke, R; Lentacker, I; Wayteck, L; Breckpot, K; Van Bockstal, M Journal of Controlled Release, 266, 28-11-2017, pàg. 287–300. DOI: 10.1016/j.jconrel.2017.09.041. PMID: 28987878.

Bibliografia

Obtingut de «https://ca.wikipedia.org/w/index.php?title=ARN_missatger_amb_nucleòsids_modificats&oldid=27070864»