Para peneliti di Chalmers University of Technology, Swedia, telah berhasil mengembangkan metode untuk melabeli molekul mRNA, dan dengan demikian mengikuti, secara real time, jalur mereka melalui sel, menggunakan mikroskop — tanpa mempengaruhi sifat atau aktivitas selanjutnya. Terobosan ini bisa menjadi sangat penting dalam memfasilitasi pengembangan obat-obatan berbasis RNA baru.
Terapi berbasis RNA menawarkan berbagai peluang baru untuk mencegah, mengobati, dan berpotensi menyembuhkan penyakit. Namun saat ini, pengiriman terapi RNA ke dalam sel tidak efisien. Untuk terapi baru untuk memenuhi potensi mereka, metode pengiriman perlu dioptimalkan. Sekarang, sebuah metode baru, yang baru-baru ini dipresentasikan dalam Journal of American Chemical Society yang sangat dihormati , dapat memberikan bagian penting dari teka-teki untuk mengatasi tantangan-tantangan ini dan menjadikan pengembangan sebagai langkah maju yang besar.
“Karena metode kami dapat membantu memecahkan salah satu masalah terbesar untuk penemuan dan pengembangan obat, kami melihat bahwa penelitian ini dapat memfasilitasi pergeseran paradigma dari obat tradisional ke terapi berbasis RNA,” kata Marcus Wilhelmsson, Profesor di Departemen Kimia dan Kimia. Teknik di Universitas Teknologi Chalmers, dan salah satu penulis utama artikel ini.
Membuat mRNA berpendar tanpa mempengaruhi aktivitas alaminya
Penelitian di balik metode ini telah dilakukan bekerja sama dengan ahli kimia dan ahli biologi di Chalmers dan perusahaan biofarmasi AstraZeneca, melalui pusat penelitian bersama mereka, FoRmulaEx serta kelompok penelitian di Institut Pasteur, Paris.
Metode ini melibatkan penggantian salah satu blok pembangun RNA dengan varian fluoresen, yang, selain fitur itu, mempertahankan sifat alami dari basa aslinya. Unit neon telah dikembangkan dengan bantuan kimia khusus, dan para peneliti telah menunjukkan bahwa itu kemudian dapat digunakan untuk menghasilkan messenger RNA (mRNA), tanpa mempengaruhi kemampuan mRNA untuk diterjemahkan menjadi protein dengan kecepatan alami. Ini merupakan terobosan yang belum pernah berhasil dilakukan sebelumnya. Fluoresensi selanjutnya memungkinkan para peneliti untuk mengikuti molekul mRNA fungsional secara real time, melihat bagaimana mereka dibawa ke dalam sel dengan bantuan mikroskop.
Tantangan saat bekerja dengan mRNA adalah molekulnya sangat besar dan bermuatan, tetapi pada saat yang sama rapuh. Mereka tidak bisa masuk ke sel secara langsung dan karena itu harus dikemas. Metode yang telah terbukti paling berhasil sampai saat ini menggunakan tetesan yang sangat kecil yang dikenal sebagai nanopartikel lipid untuk merangkum mRNA. Masih ada kebutuhan besar untuk mengembangkan nanopartikel lipid baru dan lebih efisien — sesuatu yang juga sedang dikerjakan oleh para peneliti Chalmers. Untuk dapat melakukan itu, perlu dipahami bagaimana mRNA diserap ke dalam sel. Kemampuan untuk memantau, secara real time, bagaimana nanopartikel lipid dan mRNA didistribusikan melalui sel oleh karena itu merupakan alat yang penting.
“Manfaat besar dari metode ini adalah kita sekarang dapat dengan mudah melihat ke mana di dalam sel mRNA yang dikirim, dan di sel mana protein itu terbentuk, tanpa kehilangan kemampuan menerjemahkan protein alami RNA,” kata Elin Esbjörner, Associate Professor di the Departemen Biologi dan Bioteknologi dan penulis utama kedua artikel tersebut.
Informasi penting untuk mengoptimalkan penemuan obat
Para peneliti di bidang ini dapat menggunakan metode ini untuk memperoleh pengetahuan yang lebih besar tentang bagaimana proses penyerapan bekerja, sehingga mempercepat dan merampingkan proses penemuan obat-obatan baru. Metode baru memberikan pengetahuan yang lebih akurat dan rinci daripada metode saat ini untuk mempelajari RNA di bawah mikroskop.
“Hingga saat ini, tidak mungkin mengukur tingkat alami dan efisiensi kerja RNA di dalam sel. Ini berarti Anda mendapatkan jawaban yang salah atas pertanyaan yang Anda ajukan saat mencoba mengembangkan obat baru. Misalnya, jika Anda ingin jawaban atas kecepatan proses berlangsung, dan metode Anda memberi Anda jawaban seperlima dari yang benar, penemuan obat menjadi sulit,” jelas Marcus Wilhelmsson.
Dalam perjalanan ke pemanfaatan — langsung ke daftar 100 teratas IVA
Ketika para peneliti menyadari apa perbedaan yang dapat dibuat oleh metode mereka dan betapa pentingnya pengetahuan baru untuk lapangan, mereka membuat hasil mereka tersedia secepat mungkin. Baru-baru ini, Akademi Ilmu Teknik Kerajaan Swedia (IVA) memasukkan proyek tersebut dalam daftar 100 tahunannya dan juga menyorotinya sebagai hal yang sangat penting untuk meningkatkan ketahanan masyarakat terhadap krisis. Untuk memastikan komersialisasi yang bermanfaat dari metode ini, para peneliti telah mengajukan permohonan paten dan berencana untuk membuat perusahaan spin-off, dengan dukungan dari inkubator bisnis Chalmers Ventures dan Kantor Inovasi Chalmers.
