Andrew Fire ve Craig C. Mello tarafından 1998’de yayınlanan makale, RNA interferansı (RNAi) olarak bilinen bir mekanizma aracılığıyla transkripsiyon sonrası gen susturmada çift sarmallı RNA’ların rolünü önermişler ve gen susturma alanında devrim yaratmışlardır. Bu çalışma, mantarlarda ve bitkilerde gen susturma veya ifade ile ilgili sırların anlaşılmasına katkıda bulunmuştur ve kodlamayan RNA’ların gen ifadesinde merkezi rolünü belirlenmiştir. Daha sonra, Elbashir ve Caplen ekipleriyle birlikte, sessizleştirilmiş gene dizi homolojisine sahip küçük boyutlu çift sarmallı RNA’ların, hayvanlarda ve bitkilerde diziye özgü transkripsiyon sonrası gen susturmanın anahtar aracıları olduğunu bildirmişlerdir. Bu küçük ve kısa müdahaleci RNA’lar (siRNA’lar), ribonükleaz III tarafından daha uzun dsRNA’lardan işlenir ve her çift iplikçikte bir 2-nükleotid 3′-çıkıntısı ile karakteristik bir yapı (5′-fosfat / 3′-hidroksil uçları ile) sürdürülür.
Bu çalışmalar, memeli hücrelerinde siRNA molekülünün, istenmeyen interferon tepkileri olmadan RNAi’yi indüklediğini ve şimdi gen susturma çalışmaları için basit bir evrensel biyolojik araç olarak kabul edildiğini ortaya koymuştur. RNAi, hücreler tarafından genetik anormallikler ve enfeksiyonlarda gen ekspresyonunu aşağı regüle etmek için kullanılan bir mekanizmadır. Bu nedenle, RNAi yaklaşımları keşfedilmiş ve kanser dahil farklı hastalıkların tedavisi için potansiyel bir terapötik strateji olarak uyarlanmıştır. RNAi veya siRNA yaklaşımının gücü, esnekliği ve çeşitliliği, küçük moleküllü inhibitörlerin klasik yaklaşımları yoluyla başarısız kalan proteinleri hedefleyen ileriye dönük ilaç geliştirme için ilgi çekicidir. RNAi aracılı terapötik yaklaşımlar, hedeflenen hücrelerin doğal mekanizmasını kullanarak genleri susturur. Bu yaklaşımlar arasında siRNA’lar, küçük firkete RNA’lar (shRNA’lar), mikroRNA’lar (miRNA’lar), Dicer aracılığıyla işlenen uzun çift sarmallı RNA’lar ve RNAi kriterini karşılamak için sentezlenen küçük spesifik diziler bulunur. Çift sarmallı siRNA’lar (ds siRNA) duyu ve duyu olmayan sarmalın tamamlayıcı dupleksinden oluşan ön ilaç benzeri moleküllerdir.
İlginç bir şekilde, siRNA’nın sense ipliği (yolcu kolu), ilaç verme aracı tanımını resmi olarak karşılar, antisens veya hedef RNA / transkripte tamamlayıcı olan kılavuz iplik ile kovalent olmayan bir şekilde ilişkilidir. Onu bozulmadan korur ve antisens ipliğin Ago2’ye yüklenmesine yardımcı olur. Sense iplikçiği Ago2’ye yüklendikten sonra, farmakolojik aktivite gerçekleştirilmeden önce çıkarılır. Antisens sarmal, Ago2 aracılı RNA kaynaklı susturma kompleksini (RISC) hedef bölgeye yönlendirir ve siRNA’nın hedefle tam tamamlayıcılığı bölünmeye (dilimleyici aktivitesi olarak bilinir) ve gen ifadesini susturur. Ago2, RNase H alanlarına sahip bir RNA endonükleazdır, ancak RNase H1’den farklı olarak, RNA’yı RNA-RNA dupleksinde (DNA-RNA dupleks değil) böler. Ago2 kompleksi, antisens ipliğin hedef transkripte bağlanmasını kolaylaştırmada önemli bir rol oynar ve bu nedenle, farklı özelliklere sahip verimli RNA bazlı farmakolojik mekanizmalar için anahtar düzenleyici haline gelmiştir.
SiRNA’nın veya özellikle antisens ipliğin Ago2’ye yüklenmesi çok verimli bir süreçtir, ancak etkili bağlanma ve bölünme aktiviteleri için Ago2’nin bazı katı yapısal gereksinimleri vardır. Örneğin, 5′-fosfat veya fosfat analoğunun mevcudiyeti ve nispeten daha az modifikasyona, tohum sekansının uzak bölgesinde bulunan (RNA hedefleme bölgesini tanıyan nükleotit sekansı) 2 ‘sahasında izin verir. Ago2 ayrıca antisens ipliği yüklendikten sonra ipliği daha uzun bir süre tuttuğu için etki süresini uzatır. Ago2’nin lokalizasyonu sitoplazmiktir, bu nedenle siRNA’lar, sitoplazmik RNA’ları hedeflemek için önemli araçlar olarak kullanılır. Çalışmalar, geleneksel siRNA dizilerindeki veya tasarımlarındaki bazı değişikliklerin, artırılmış potens ve azaltılmış hedefleme gibi farmakolojik faydaları geliştirebileceğini göstermektedir. Atipik siRNA’ların birkaç örneği arasında tek sarmallı RNA’lar, iki değerlikli siRNA’lar, kendi kendine teslim edilen siRNA’lar, küçük dâhili segmentli siRNA’lar ve Dicer substrat siRNA’lar bulunur. RNAi çalışmalarının sonuçları son zamanlarda, Patisiran ve Givosiran adlı iki siRNA bazlı terapötik maddenin FDA tarafından onaylanmasına yol açmıştır.
RNA Terapötiklerinin Sonucu ve Gelecek Perspektifi
RNA’nın bir ilaç olarak kullanılması, geleneksel küçük moleküllü inhibitörlere yönelik temelde yeni bir yaklaşımdır. RNA oligonükleotidlerinin inhibisyon mekanizmasını kliniklere çevirme fikrinin gerçeğe dönüşmesi neredeyse kırk yıl sürmüştür. Givosiran, mRNA-1273-P301 (Moderna) ve BNT162b1 (Pfizer-BioNTech) COVID-19 aşısının son FDA onayları, RNAi dalgasını veya mRNA tabanlı tedavileri ilaç geliştirmenin ana akımına taşımıştır. RNA temelli tedavilerin sonuçları ayrıca, kanser terapisi gelişimi ve RNA parçalarını keşfetmek için alternatif terapötik stratejilerin yeni bir yönünü de açar. SiRNA’ların ve miRNA’ların anlaşılmasındaki ilerlemelerin, kanseri tedavi etmek için bu küçük RNA’ların çoklu hedefleme özellikleri yoluyla daha etkili kombinasyonel yaklaşımların geliştirilmesini kolaylaştırması beklenmektedir. Çünkü bu, çoklu genle ilişkili bir problemdir.
Kalıtsal transtiretin amiloidoz ve akut aralıklı porfiri tedavisi gibi hassas genetikte RNA tedavilerinin potansiyeli, kanser tedavilerindeki benzer uygulamalar için umut vaat etmektedir. GalNAc konjugasyonlu (Givosiran) yeni nesil ASO’lar, gelişmiş karaciğere özgü iletim ve RNaz H1’e bağımlı ASO’lar için yirmi kattan fazla artmış potens göstermiştir. Ayrıca LC veya diğer kanserlerin organa özgü metastazlarıyla başa çıkmak için antikanser moleküller geliştirme olasılığı vardır. ASO’ların hedeflenmiş teslimatının başarısı ve geliştirilmiş potensi, diğer dokularda potensi ve hedeflemeyi artırabilen ligandları veya konjugatları tanımlamak için güçlü bir motivasyon sağlar. Hedefleme, kanser ilacı geliştirmede büyük bir sorundur, bu nedenle bu tür modifikasyonlar ayrıca antikanser RNA ilaçlarının hedeflenmesini daha da optimize etmek için bir olanak sağlar. 
Bununla birlikte, RNA tedavileri bazı hastalıklarda potansiyel olarak altın çağa ulaşabilir, ancak hedefe ulaşmadan önce, özellikle kanser araştırmaları için birkaç zorluk vardır. Başlıca engellerden bazıları, hedeflenmiş teslimat, kimyasal olarak sentezlenmiş RNA’ların in-vitro / in-vivo kopyalanmış RNA’lara kıyasla stabilitesi, bağışıklık yanıtlarının modülasyonu ve etkinlik iyileştirmesidir. RNA nükleosid modifikasyonları veya epitranskriptomik alanı, RNA modifikasyonlarını hedefleyebilen oligonükleotidlerin ve kanser tedavilerinin geliştirilmesi için ilgili moleküler yolların tanımlanması dâhil olmak üzere, yeterince araştırılmamıştır.
Bununla birlikte, ASO’lardan bazıları veya küçük RNA’lar kliniklere ilerlememiş ve yine de, LC için etkili tedavilerin geliştirilmesi için RNA gruplarını daha fazla modifiye etme ve optimize etme stratejisinin potansiyelini ve sonuçlarını ortaya koymuştur. Çalışmaların sonuçları ayrıca kemoterapötik ilaçların ve RNAi araçlarının bir araya getirilmesinin uygulama ve potansiyelini göstermiş veya LC tedavilerinin etkinliğini genişletmeyi amaçlayan birden fazla antisens molekülünü tek bir nanoformülasyona bağlama olasılıkları önerilmiştir. Buna RNA modifikasyonlarını hedefleyebilen oligonükleotitlerin ve kanser tedavilerinin geliştirilmesi için ilgili moleküler yolların tanımlanması dâhildir.
Lipozomal kapsüllenmiş mRNA bazlı tümör aşılarının son sonuçları melanomda ümit vericidir. Bu aşı, tek başına veya kontrol noktası inhibitörü (PD1) ile tedavi edilen hastalarda kalıcı antijene spesifik sitotoksik T hücresi immün tepkisi sağlar ve kanser aşılarının geliştirilmesi için mutasyona uğramamış yaygın olarak paylaşılan tümör antijenlerinin kullanımı için hayati kanıtlar sağlar. Bu ilk başarı, kanser aşısı gelişimi için umutları artırmıştır ve şimdi odak noktası, NSCLC ve SCLC gibi yüksek mutasyon yüklerine sahip tümörler için potansiyel antijenik hedefler olarak hizmet edebilecek tümörle ilişkili antijenleri belirlemektir.
Kaynakça:
ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5376066/
researchgate.net/publication/333089303_Site-specific_replacement_of_phosphorothioate_with_alkyl_phosphonate_linkages_enhances_the_therapeutic_profile_of_gapmer_ASOs
sciencedirect.com/science/article/pii/S2162253117302408
springer.com/article/10.1186/s12943-021-01338-2
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu