Sviluppato un sistema per far entrare in maniera efficace i farmaci a RNA nelle cellule tumorali. Lo studio della Lund University, in Svezia, è stato pubblicato su Nature Communications.
C’è una nuova classe di farmaci che sta emergendo per la potenzialità di curare malattie dovute a difetti genetici. Sono le terapie che hanno come bersaglio l’RNA, due delle quali sono già state approvate: una per la cura della amiloidosi ereditaria da transtiretina (hATTR) e l’altra per la porfiria epatica acuta. Altre, come quella per la sclerosi laterale amiotrofica (SLA), sono tuttora in fase di ricerca preclinica. C’è però una sfida, ancora in parte da affrontare, che riguarda la consegna delle molecole di RNA nelle cellule dove hanno effetto. Per superare questo problema i ricercatori della Lund University in Svezia hanno sviluppato un sistema che si è rivelato efficace anche per far arrivare i farmaci a RNA nei tumori.
L’RNA interference
Nello studio pubblicato su Nature Communications lo scorso 14 aprile, i ricercatori dell'Università di Lund hanno studiato una strategia terapeutica chiamata RNA interference, o anche silencing. Questo approccio consiste nel silenziare un gene difettoso e vengono utilizzate piccole molecole di RNA (siRNA –“small interfering RNA”) che interferiscono con l’espressione dell’RNA messaggero (mRNA): la molecola che trasporta le informazioni contenute nei geni per la sintesi delle proteine. In questo modo si può silenziare un gene e, di conseguenza, bloccare la produzione delle proteine che codifica senza cambiare il codice genetico originario ma solo intercettando il suo “messaggio”. L’obiettivo è bloccare la sintesi di proteine che possono essere dannose per l’organismo. Nel 2006 la scoperta dell’RNA interference è stata premiata con il Nobel per la fisiologia o la medicina, annunciata come “un'importante scoperta scientifica che si verifica una volta ogni dieci anni circa”. “Ad oggi sono stati approvati due farmaci siRNA – ha commentato Anders Wittrup, oncologo della Lund University e dell'ospedale universitario Skåne che ha coordinato lo studio – ma nessun finora è stato approvato per l'uso clinico in oncologia”.
Sfruttare il colesterolo
Le molecole di RNA hanno il vantaggio di poter essere rapidamente sviluppate e prodotte. Il problema però resta condurle dentro le cellule bersaglio e in particolare nel citosol – uno spazio tra la membrana cellulare e il nucleo della cellula – dove svolgono il loro ruolo. Una limitazione è dovuta alle loro dimensioni, che possono essere anche 50 volte maggiori rispetto a una tipica molecola chimica usata come farmaco. Per superare il problema della “consegna” il gruppo di ricerca della Lund University ha studiato un sistema per coniugare le siRNA a molecole di colesterolo (chol-siRNA). L’utilizzo di queste molecole lipidiche facilita l’assorbimento del “farmaco a RNA” dalla maggior parte delle cellule tumorali. I ricercatori hanno poi osservato che il chol-siRNA, stabilizzato chimicamente, si accumulava nei tumori solidi. Una volta dentro, però, il 99% delle molecole di siRNA, finiva in una sorta di “discarica di rifiuti cellulari”, il cosiddetto lisosoma, restando intrappolate lì. Un ostacolo importante, che ne limita l'effetto terapeutico.
Danneggiare il lisosoma
Per ovviare il problema, ai ricercatori è venuto in mente di utilizzare delle piccole molecole chimiche in grado di destabilizzare la membrana e di facilitare la fuga del chol-siRNA dal lisosoma. Hanno inizialmente selezionato diversi farmaci già noti in letteratura per avere queste proprietà e usati in clinica. Un esempio è la clorochina, farmaco usato per la malaria e ora tornato alla ribalta con l’emergenza sanitaria COVID-19, che hanno utilizzato in contemporanea alla somministrazione del chol-siRNA. Per capire però cosa effettivamente succedesse dentro la cellula, il gruppo ha usato una tecnica di imaging delle cellule vive associata all’uso della galectina-citosolica 9, un sensore di danno alla membrana, per verificare se realmente il siRNA coniugato al colesterolo uscisse dal lisosoma. In questo modo hanno verificato che la rottura delle vescicole contenenti siRNA, indotta dalla clorochina, provocava realmente un'efficace fuoriuscita del chol-siRNA dal lisosoma, aumentando sostanzialmente l'efficienza del silenziamento. “Abbiamo dimostrato che la clorochina può essere utilizzata per far entrare in maniera efficace le molecole siRNA nel citosol”, ha affermato Wittrup. “Inoltre, abbiamo visto che negli studi condotti sulle colture cellulari l’effetto del siRNA diventava circa 50 volte maggiore. Un' efficace consegna del farmaco è stata osservata, per la prima volta, anche nei tumori sperimentali coltivati in laboratorio, i cosiddetti sferoidi tumorali”.
Un primo passo
Saranno sicuramente necessari ulteriori studi prima che i farmaci a RNA arrivino in clinica per la cura dei tumori. Il team di ricerca di Lund continuerà a studiare diversi tipi di tumore e altri strategie per far arrivare efficientemente i farmaci a RNA nelle cellule tumorali. Lo studio rappresenta però un primo importante passo, perché pone le basi per comprendere i meccanismi che mediano la fuoriuscita delle terapie a base di acidi nucleici dai lisosomi e dimostra che l'ostacolo principale all'uso di siRNA potrebbe essere rimosso con questa strategia. “I nostri risultati aprono eccitanti possibilità su come l'RNA può raggiungere l'interno delle cellule”, ha concluso Wittrup. “Penso che giocheranno un ruolo cruciale nello sviluppo di farmaci a RNA per il trattamento di malattie per le quali attualmente non disponiamo di terapie efficaci”.
