RNS-terápia veszi célba a rák egyik legnehezebben kezelhető génjét
A Szingapúri Nemzeti Egyetem (NUS Medicine) Yong Loo Lin Orvostudományi Karának kutatói által vezetett kutatásokról szóló beszámoló bemutatott egy új, RNS-alapú terápiás stratégiát, amely hatékonyan célozza meg az egyik legnehezebben kezelhető rákgént, a Kirsten patkány szarkóma vírusos onkogén homológját (KRAS), miközben stimulálja a szervezet immunválaszát a daganatok elleni küzdelemben. A kutatást sejtmintákon és laboratóriumi modelleken végezték, a NUS Institute for Health Innovation and Technology (iHealthtech), a Nanyang Technological University (NTU), az Agency for Science, Technology and Research (A*STAR) és nemzetközi partnerek együttműködésével.
A KRAS egy olyan gén, amely molekuláris kapcsolóként szabályozza a sejtek növekedését és osztódását. Egészséges sejtekben ez a kapcsoló szükség szerint be- és kikapcsol. Számos rákos megbetegedésben azonban, többek között a hasnyálmirigy-, a tüdő- és a vastagbélrákban, a KRAS gén mutálódik, és a kapcsoló „be” állásban ragad. Ez az állandó aktiválás ellenőrizhetetlen sejtnövekedést eredményez, és segít a daganatoknak elkerülni a normális immunvédelmet. A KRAS mutációi az emberi rákos megbetegedések leggyakoribb kiváltó okai közé tartoznak, és a hasnyálmirigyrákos megbetegedések több mint 90%-ában megtalálhatók. Mivel a KRAS fehérje szorosan kötődik a jelátviteli molekuláihoz, és nem rendelkezik könnyen megcélozható kötőhelyekkel, régóta gyógyszerelhetetlennek tartják, ami a rákkutatás egyik legnehezebb és legfontosabb célpontjává teszi.
A kutatócsoport kifejlesztett egy kombinált terápiát, amely antiszenz oligonukleotidokat (ASO-kat) használ a mutáns KRAS gének elnémítására, valamint immunmoduláló RNS-t (immRNS-t), amely aktiválja a retinsav-indukálható gén I (RIG-I) immunútvonalat.
Az ASO-k rendszerint 18-25 bp hosszúságú génszakaszok, amelyek olyan szekvenciákból állnak, amik a cél RNS-el komplementerek. Közvetlenül bejuttathatók a szövetek közé, ahol a cél RNS-hez kötnek és az az által expresszált fehérje szintézisét gátolják.
Az RNS immunmodulátorként működhet, az immunrendszert különböző mechanizmusok révén stimulálva vagy gátolva, például a veleszületett immunérzékelők aktiválásával, a sejtek differenciálódásának befolyásolásával vagy az RNS-kötő fehérjék által történő szabályozással. A kutatásban és a terápiában mind természetes (endogén), mind szintetikus RNS-eket használnak, alkalmazásuk a vakcinafejlesztéstől az autoimmun betegségek és a rák lehetséges kezeléséig terjed.
A retinsav-indukálható gén I (RIG-I) egy olyan fehérje, amely az immunrendszerben kulcsfontosságú szerepet játszik a vírusok felismerésében. A sejtek citoplazmájában található, és a vírusok által termelt kettős szálú RNS-t (dsRNS) képes kimutatni, majd aktiválja az immunválaszt, amely az I-es típusú interferonok és gyulladásos citokinek termelését indítja el, segítve a vírusok elleni védekezést.
A RIG-I útvonal hasonló a sejtjeink riasztórendszeréhez, amely felismeri a vírusokat, majd riasztja immunrendszerünket, hogy kezelje a fenyegetést. Az ASO-k és az immRNS molekulák egyaránt biztonságosan kerültek bejuttatásra vörösvérsejtekből származó extracelluláris vezikulák (RBCEV-ek) segítségével, amelyek természetes, biokompatibilis hordozói a nukleinsav-gyógyszereknek.
A vezikula egy olyan sejtszervecske, amely körülveszi és elkülöníti a sejtekben található anyagokat. A vezikulák membránnal vannak körülvéve, és képesek anyagokat szállítani és átadni a sejtben. A vezikulák szerepet játszanak a sejtek anyagcseréjében, az anyagok tárolásában, szállításában és kommunikációjában más sejtekkel. A vezikulák fontos szerepet játszanak a sejtmembrán felépítésében és fenntartásában is.
Az első, a Theranostics folyóiratban publikált tanulmányban a kutatók kimutatták, hogy az ASO–immRNS kombinált kezelés megölte a KRAS-mutáns ráksejteket – beleértve a tüdő-, vastagbél- és hasnyálmirigyrákot – azáltal, hogy egyidejűleg blokkolta az onkogén KRAS aktivitást és antivirális jellegű immunjelzéseket váltott ki. A kettős kezelés a tipikusan elkerülő hideg daganatokat forró daganatokká alakította, amelyeket az immunrendszer felismer és megtámad, csökkentve a daganatos terhelést és meghosszabbítva a túlélést laboratóriumi vizsgálatokban, anélkül, hogy károsította volna a normál sejteket.
Ezekre az eredményekre építve a Journal of Controlled Release on Science Direct folyóiratban megjelent második tanulmány a terápiát a hasnyálmirigyrák, elsősorban a peritoneális áttétekkel járó hasnyálmirigy-ductalis adenokarcinoma (PDAC) preklinikai stádiumába emelte. A PDAC az egyik leghalálosabb rákfajta, 5 éves túlélési aránya 10%. A kezelés laboratóriumi vizsgálatokban jelentősen gátolta a tumor növekedését, korlátozta a hasi terjedést és meghosszabbította a túlélést. Fontos, hogy a biztonsági vizsgálatok laboratóriumi vizsgálatokban nem mutattak ki megfigyelhető toxicitást, ami alátámasztja a jövőbeli klinikai értékelés lehetőségét.
„A KRAS mutációk eltérítik a rákos sejteket és elnyomják az immunválaszokat, lehetővé téve az áttétképződést” – mondta Minh Le, a NUS Medicine Farmakológiai Tanszékének és Digitális Orvostudományi Intézetének (WisDM) docense. „EV platformunk pontosan a mutánsokat célozza meg, kímélve az egészséges szöveteket, és szinergizálja a KRAS lecsökkentését a RIG-I aktiválásával, hogy felszabadítsa az interferonokat, az immunogén sejthalált és a T-sejt memóriát – megállítva a tumor növekedését és meghosszabbítva a toxicitás nélküli túlélést.”
Glenn Bonney egyetemi docens, a Nemzeti Egyetemi Kórház (NUH) Sebészeti Tanszékének Hepatobiliáris és Hasnyálmirigy-sebészeti Osztályának vezető tanácsadója, aki a tanulmányokhoz betegektől származó organoidokat biztosított, hozzátette: „Ez a biokompatibilis vezikulákon keresztül történő RNS-szállítás leküzdi a KRAS-rezisztencia akadályait, és biztonságos, skálázható utat kínál a peritoneális terjedés kezelésére – ami a PDAC egyik legfontosabb kielégítetlen igénye.”
Dahai Luo professzor, az NTU Lee Kong Chian Orvostudományi Karának tagja és a cikkek társszerzője hozzátette: „Az EV-k célzott szállításra történő átalakításával a természetes sejtüzeneteket precíziós fegyverekké alakítottuk, amelyek széles körű potenciállal rendelkeznek más KRAS-függő rákok, például a kolorektális és a tüdőrák kezelésében.”
Jonathan Loh Yuin-Han adjunktus, az A*STAR Molekuláris és Sejtbiológiai Intézetének (IMCB) helyettes ügyvezető igazgatója (kutatás) és az egyik publikáció társszerzője elmondta: „A KRAS-t célzó ASO-k és a RIG-I agonisták innovatív kombinációja, amelyet extracelluláris vezikulákkal juttatunk el a célpontba, átprogramozza a tumor mikrokörnyezetét, utat nyitva a KRAS-vezérelt rákok megtámadásához, és közelebb hozva minket a hatékony, személyre szabott immunterápiákhoz, amelyek életeket menthetnek és forradalmasíthatják a rákkezelést.”
A kutatás rávilágít az extracelluláris vezikulák mint biztonságos és sokoldalú hordozók növekvő potenciáljára a nukleinsav-alapú terápiák számára. A hasnyálmirigyrák mellett a platform más KRAS-vezérelt rosszindulatú daganatokhoz is alkalmazható, és a meglévő immunterápiákkal kombinálva javíthatja a kezelés eredményeit.