I ricercatori dell’Università della California, Irvine, hanno sviluppato un enzima del DNA – o DNAzyme – che può distinguere tra due filamenti di RNA all’interno di una cellula e tagliare il filamento associato alla malattia lasciando intatto il filamento sano. Questa rivoluzionaria tecnologia di “silenziamento genico” potrebbe rivoluzionare lo sviluppo di DNAzimi per il trattamento del cancro, delle malattie infettive e dei disturbi neurologici.
I DNAzymes sono enzimi dell’acido nucleico che tagliano altre molecole. Attraverso la chimica, il team di UCI ha sviluppato l’enzima Dz 46, che mira specificamente alla mutazione dell’RNA allele-specifico nel gene KRAS, il principale regolatore della crescita e della divisione cellulare, presente nel 25% di tutti i tumori umani. Una descrizione di come il team ha raggiunto questa evoluzione enzimatica è stata recentemente pubblicata sulla rivista online Nature Communications.
“La generazione di DNAzymes che possono funzionare efficacemente nelle condizioni naturali dei sistemi cellulari è stata più impegnativa del previsto”, ha affermato l’autore corrispondente John Chaput, professore di scienze farmaceutiche dell’UCI. “I nostri risultati suggeriscono che l’evoluzione chimica potrebbe aprire la strada allo sviluppo di nuove terapie per un’ampia gamma di malattie”.
Il silenziamento genico è disponibile da più di 20 anni e alcuni farmaci approvati dalla FDA incorporano varie versioni della tecnologia, ma nessuno è in grado di distinguere una singola mutazione puntiforme in un filamento di RNA. Il vantaggio dell’enzima Dz 46 è che può identificare e tagliare una specifica mutazione genetica, offrendo ai pazienti un trattamento innovativo e di medicina di precisione.
Il DNAzyme ricorda la lettera greca omega e funge da catalizzatore accelerando le reazioni chimiche. Le “braccia” a sinistra ea destra si legano alla regione bersaglio dell’RNA. L’anello si lega al magnesio e piega e taglia l’RNA in un sito molto specifico. Ma la generazione di DNAzimi con una robusta attività di turnover multiplo in condizioni fisiologiche ha richiesto un po’ di ingegnosità, perché i DNAzimi sono normalmente molto dipendenti dalle concentrazioni di magnesio che non si trovano all’interno di una cellula umana.
“Abbiamo risolto il problema riprogettando il DNAzyme utilizzando la chimica per ridurre la sua dipendenza dal magnesio e lo abbiamo fatto in modo tale da poter mantenere un’elevata attività di turnover catalitico”, ha affermato Chaput. “Il nostro è uno dei primissimi, se non il primo, esempio di raggiungimento di questo obiettivo. I prossimi passi sono far avanzare Dz 46 a un punto in cui è pronto per gli studi preclinici”.
A questo studio hanno partecipato anche i membri del team Kim Thien Nguyen, scienziato del progetto, e Turnee N. Malik, borsista post-dottorato, entrambi del Dipartimento di scienze farmaceutiche.
I ricercatori e l’UCI hanno depositato domande di brevetto provvisorie sulla composizione chimica e sulla preferenza di scissione di Dz 46. Chaput è un consulente per la società di sviluppo di farmaci 1E Therapeutics, che ha supportato questo lavoro.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
