Modificări naturale ale ARN-ului la archaea, similare celor folosite în medicină
Cercetări recente publicate în revista Cell arată că archaeile hipertermofile conțin un număr deosebit de mare de modificări chimice în ARN-ul lor celular, modificări care seamănă cu cele utilizate în dezvoltarea terapiilor bazate pe ARN. Studiul, realizat de echipe conduse de profesorul Schraga Schwartz de la Institutul de Științe Weizmann din Rehovot, Israel, și de dr. Dina Grohmann, profesor la Universitatea din Regensburg, a fost publicat sub titlul „Phosphate backbone epitranscriptomics: Discovery of natural RNA phosphorothioates and their writer machinery”.
Pentru a asigura stabilitatea moleculelor de ARN în organism și pentru ca acestea să își poată exercita efectele în mod fiabil, terapiile pe bază de ARN folosesc modificări chimice specifice. Printre acestea se numără nucleozide modificate, grupări 2′-O-metil și 2′-O-metoxietil, precum și modificări de tip fosforotioat, în care un atom de oxigen nelegat din scheletul fosfat este înlocuit cu un atom de sulf. Această din urmă modificare protejează moleculele terapeutice de degradarea de către nucleaze.
Studiul demonstrează pentru prima dată că archaeile hipertermofile prezintă un număr ridicat de astfel de modificări în ARN-ul lor. Spre deosebire de organismele care trăiesc la temperaturi moderate, aceste microorganisme iubitoare de căldură suferă numeroase modificări ale ARN-ului care variază în funcție de condițiile de mediu.
Echipa de cercetare a izolat molecule de ARN de la diverse archaea extremofile, în condiții controlate, folosind colecția amplă de tulpini a Centrului German de Archaea de la Universitatea din Regensburg și expertiza grupului de cercetare în cultivare și analiză a ARN-ului. Moleculele au fost apoi analizate de echipa condusă de Schwartz.
Rezultatele deschid noi perspective pentru înțelegerea stabilității ARN-ului în condiții extreme și ar putea fi utile în biotehnologie pentru dezvoltarea ulterioară a terapiilor bazate pe ARN. „Archaea dezvoltaseră deja această formă chimică de stabilizare a ARN-ului înainte ca noi să o facem utilizabilă pentru aplicații medicale în era terapiilor cu ARN”, a declarat Grohmann, adăugând că, așa cum se întâmplă adesea, archaeile sunt cu un pas înaintea noastră.
ARN-ul este alcătuit dintr-un lanț de nucleotide, fiecare compusă din zahărul riboză, o grupare fosfat și una dintre cele patru baze: adenină, guanină, citozină sau uracil. O modificare a ARN-ului reprezintă o alterare chimică țintită a componentelor individuale sau a scheletului fosfat-zahăr, putând influența stabilitatea, absorbția celulară și toleranța imunologică a ARN-ului. Pe lângă modificările de tip fosforotioat, și alte modificări precum 2′-O-metilarea și pseudouridina apar în mod natural în ARN-ul celular, unde influențează structura, stabilitatea și funcția acestuia.
