Medicamentos basados en ARN. Silenciamiento de genes específicos.

Un gen se transcribe a un ARN mensajero (ARNm) en el núcleo o lo que es lo mismo se expresa, tras ser procesado sale del núcleo y una vez en el citoplasma es traducido a proteína por los ribosomas. Las proteínas son las que en última instancia realizan el trabajo molecular y por tanto son las dianas de nuestros fármacos. Por ello buscamos sustancias que bloqueen o cambien su actividad, para obtener efectos terapéuticos. Pero que pasaría si cambiáramos de objetivo y pudiéramos actuar a nivel de la traducción, ese es el enfoque de los medicamentos de ARN.

Contamos con dos técnicas principalmente, la primera se basa en introducir en la célula o transfectar un pequeño ARN monocatenario y la segunda un ARN bicatenario, ambos con una secuencia específica que se empareje con el ARNm que exprese la proteína diana.

Transfección en las células de pequeños ARN interferentes siARN o de oligonucleótidos antisentido y su mecanismo de actuación.

Los primeros se denominan oligonucleótidos antisentido u oligos, son secuencias de ARN sintéticas de 20 nucleótidos (nt) o menos. Entran en la célula y se unen a la hebra complementaria de ARN mensajero (ARNm) impidiendo el avance del ribosoma y por tanto la traducción de esa hebra. Luego una hidrolasa de ARN o ARNasa H degrada el ARNm. Los ARN antisentido nos sirven para bloquear o disminuir específicamente la expresión de una determinada proteína que sepamos causa alguna alteración.

Un fármacos de ARN ya lleva 11 años aprobado, en 1998 la FDA (agencia americana de comida y medicamentos) aprobó formivisen que es un oligonucleótido que bloquea la síntesis de una proteína clave de un virus llamado citomegalovirus. Se utiliza para tratar la inflamación oftalmológica causada por dicho virus, retinitis. El otro medicamento de RNA aprobado por la FDA es el pegaptanib, que es otro oligo (aptamer de estos hablaremos con mas detalle en otro post) que bloquea la actividad del factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF165), se utiliza para tratar la degeneración macular de tipo exudativa, enfermedad que produce ceguera por un excesivo crecimiento de los vasos sanguíneos situados delante de la retina. En fase de estudio clínico se encuentra un oligo que reduce Apo-100, una proteína fundamental para la síntesis y transporte del “colesterol malo” destinado a pacientes con hipercolesterolemia familiar y otros muchos de este tipo.

Pero son los ARN que utilizan la máquina de interferencia de ARN, los que ofrecen un potencial terapéutico más prometedor. También son oligos pero de doble cadena, de entre 21 y 23 nt se denomina siARN (pequeños ARN de interferencia). El mecanismo celular de interferencia de ARN detecta ARNs bicatenarios en el citoplasma celular, e inicia un mecanismo sostenido de destrucción de ARN con un trozo de secuencia complementario a estos, además se lo comunica a las células circundantes. Esto es, si la maquinaria celular detecta por ejemplo, un el genoma de RNA bicatenario de un virus, se iniciará una respuesta de destrucción de esas secuencias específicamente, sin parar la maquinaria de producción de proteínas. Este mecanismo es propio de plantas y células animales y esta evolutivamente muy conservado por lo que es muy robusto.

La proteína Dicer (tajadora) se une a los ARN bicatenarios que se encuentren en el citoplasma y los trocea en segmentos de entre 21 y 26 nt. Los segmentos de entre 21 y 23 nt se unen a un complejo denominado RISC que dirige la degradación de todo ARNm complementario con la hebra de ARN unida. El sistema es un silenciador de genes muy potente y permite reprimir genes durante días. Los segmentos más grandes de 24-26 nt se utilizan para comunicar el mensaje a otras células.

Este tipo de fármacos están en fase de ensayo para probar su seguridad. Actualmente hay un fármaco siARN inhalado contra el virus sincitial respiratorio (RSV) en fase II y otros dos en desarrollo contra tumores hepáticos y para tratar el aumento del colesterol.

Los problemas principales que tienen estos fármacos es como aumentar su estabilidad sin disminuir demasiado su efectividad y como resolver la distribución a los tejidos diana. Los oligos persisten entre 14 a 30 días más que suficiente para ser válidos terapéuticamente aunque no pasan la barrera hematoencefálica (BEC), ni al corazón ni al músculo. Si se administran subcutaneamente se localizan en hígado, tejido grasos y riñón. Al tracto respiratorio y al ojo se pueden administrar directamente.

Imaginémonos un medicamento de ARN contra una secuencia del virus de la gripe (el del catarro no, que seguro que nos ayuda a eliminar toxinas) altamente conservada y esencial para la replicación del virus, su capacidad para escapar se disminuiría mucho, aunque no sé, se dejarían de vender los medicamentos ultra rentables dirigidos a paliar la sintomatología.

Hasta aquí hemos descrito los medicamentos de ARN que se utilizarían como tratamientos transitorios. Este abordaje se puede introducir en la célula como un mecanismo permanente, como terapia génica, y podría tener una enorme repercusión sobre enfermedades causadas por sobre expresión de proteínas patológicas, enfermedad de Hungtinton, alzheimer o causadas por retrovirus como el VIH por poner algunos ejemplos.

Parece ser que en este mundo de lo poco que avanza hacia adelante es la ciencia (la interferencia de ARN es ciencia básica), que además tiene la particularidad de poder ensayar con cierta seguridad antes de poner en práctica una idea. No como otras áreas, como la economía que hacen sus experimentos in vivo con toda la población mundial y sin comprobación alguna de sus métodos matemáticos, para este virus no hay ARN de interferencia.