Mesajcı RNA olarak bildiğimiz mRNA molekülleri, DNA kodlarından protein sentezlenmesi sürecinde bir ara görev üstlenmektedir. DNA'mızın gen kodlayan kısımlarında egzon ve intron denen iki temel baz dizisi grubu mevcuttur. Bu iki gruptan da yalnızca egzonlar anlamlı kodonlar (mRNA üzerindeki anlamlı ve aminoasit kodlayan 3'lü baz dizileri) üretilmesini sağlayan yani son ürün olan proteini üretmemizi sağlayan baz dizilerini içermektedir.

Tüm proteinlerin doğal olarak üretilme süreci ana hatları ile böyle iken, elbette terapötik alanlarda kullanılan iyileştirici proteinler de aynı şekilde ya vücudumuzun dışında sentezlenip bize ilaç olarak verilmekte veya bu proteinlerin sentezlenmesini sağlayan uyarıcıların ve/veya üretimin son aşamasını oluşturacak olan mRNA'ların direkt olarak verilmesi ile bu proteinleri vücudumuzun ürettmesi sağlanır.

Ne var ki, belirli bir proteini sentezletecek bir mRNA'nın görevini tam olarak doğru hedef bölgede ve iyi bir verimlilikle yaptığından emin olmak oldukça zor ve çok farklı parametreleri hesaba katmayı gerektiriyor.

İşte tam da bu sorunu akciğer hastalıkları için aşmayı hedefleyen MIT ve Imperial College London'dan araştırmacılar, soluyarak ciğerlerimize alabileceğimiz mRNA molekülleri dizayn etti. Sprey ile sıkılıp solunabilen çözeltide bulunan mRNA'lar direkt olarak kistik fibrozis gibi hastalıkların tedavisinde kullanılabilecek.

Advanced Materials'ta yayımlanan çalışmada görev alan kimya mühendisleri, biyologlar, medikal mühendisler soluma yolu ile akciğere verilen mRNA'lar ile birçok akciğer hastalığını tedavi etme potansiyeli olan bir teknik geliştirdiklerini öne sürüyor.

Farelerin karaciğerine dizayn edilen mRNA'ların verilmesi ile hedef proteini sentezletmeyi başaran araştırmacılar eğer benzer bir verimlilikte üretimi terapötik bir proteinin ürettirilmesinde de sağlayabilirlerse çok yönlü tedavi uygulamaları dizayn edilebileceğini gösterdi.

NEFES ALARAK İYİLEŞMEK

Mesajcı RNA'lar yazının başında da belirtildiği gibi hücre içerisinde nerede bulunurlarsa o bölgede var olan aminoasit taşıyan taşıyıcı (tRNA) transfer RNA'larını üzerlerindeki kodonlarla eşleşen antikodonlar bulunanları sırası ile üzerine bağlayarak kodladıkları proteinin üretilmesini sağlar.

Bu nedenle özellikle de kanser gibi genetik temelli hastalıkların tedavisinde, bireyin kendi hücrelerini birer eczane haline getirecek mRNA'ları vücuda bir şekilde tanımlayarak kullanabilmek için çalışmalar yürütmektedir.

mRNA çok kolay bir şekilde parçalanmaya ve bozulmaya müsait bir molekül olduğundan bir koruyucu taşıyıcı ile hedef bölgeye iletilmesi gerekmektedir. Mevcut araştırmada ise tıpkı astım ve benzeri rahatsızlıklarda solunarak alınan ilaç gibi mRNA'yı minimum parçalanma ve bozunma ile direkt akciğerin içine almayı sağlayacak solunabilir aerosol yapımı denendi.

Bunun için öncelikle RNA molekülünü spreyin yolculuğu süresince fikse edecek ve koruyacak malzemenin geliştirilmesi gerekti. Daha önceki bazı araştırmalarda PEI olarak bilinen polietilenimin (polyethylenimine) ile akciğer içerisine DNA'nın bozulmadan iletilebildiği gösterilmişti. Ancak PEI kolay bir şekilde parçalanamayan bir polimer olduğundan tedavi süresince alınanlar birikerek kötü yan etkilere sebep olabiliyor.

Bu yan etkilerden mümkün olduğunca uzak olabilmek adına hiperdallanmış poli yani beta amino esterler geliştirerek biyolojik olarak yıkılabilen parçalanabilen malzemelere başvurdu.

Araştırma ekibinin dizayn ettiği bu küresel molekül partikülleri yaklaşık 150 nanometre çapında ve polimer ile mRNA moleküllerinin görece dolaşık bir karışımı ile sprey içerisinde zerk edilebiliyor.

Fareler nefes aldıklarında ciğerlerine nüfuz eden bu karışımı oluşturan damlacıklar hücre içine kadar girerek burada nanoparçacıklardan ilgili proteinin üretiminin sağlandığı görüldü. Mevcut durumda ışık veren protein kullanan araştırmacılar lusiferaz yardımı ile görselde de görülen veriyi elde etti.

mRNA ciğerlerine girdikten 24 saat sonra  hayvanların ciğerlerinde bu proteinlerin üretildiği görüldü. Zamanla mRNA azaldıkça üretilen protein miktarı da azaldı. Belirli aralıklarla verildiğinde ise protein seviyesinin korunabildiği ve bu vasıta ile benzer şekilde kronik rahatsızlıkların kontrol altında tutulması için de geçerli bir teknik olabileceği gösterildi.

Daha ileri analizler ile akciğerlerin tüm loblarına oldukça dengeli bir biçimde yayıldığı gözlenen mRNA'lar daha yüksek oranda epitel akciğer hücreleri tarafından kapılmıştı. Ciğer yüzeyimizi kaplayan bu hücreler kistik fibrozis  ve hatta respiratuar distres sendromu (solunum yetmezliği) gibi hastalıklarda sorun yaratan kısımlardır diyebiliriz.

Yine bu araştırmada nanoparçacıkların dondurulup kurutularak pudra inceliğinde tozlaştırılarak fısfıs gibi bir alet ile değil de bir solunum cihazı ile de alınabileceği gösterildi.

Kistik fibrozis hastaları için faz 1/2 klinik araştırmaları başlatılan solunabilir mRNA terapisi yakın bir gelecekte bu hastalık ve diğer akciğer rahatsızlıkları için tedavi listesinde yerini alabilir.