endosmal kaçış

Bir LNP, dikey bir dağılmış mRNA sinyali (camgöbeği) ile birlikte uzun bir endozomal tübül (yeşil) üzerinde bulunur ve muhtemelen bir mRNA (mor) kaçış örneğini temsil eder. Kredi: Marino Zerial / MPI-CBG

Araştırmacılar, yeni tedavilerin geliştirilmesi için çok önemli bir süreç olan genetik bilgiyi değiştirmek veya iletmek için mRNA’nın bir hücreye nereden ve nasıl ulaştığını buldular.

DNA (deoksiribonükleik asit) yaşamın gelişmesi ve sürdürülmesi için gerekli olan genetik bilgiyi içerir. Bu bilgi, protein yapmak için haberci ribonükleik asit (mRNA) tarafından iletilir. mRNA bazlı terapötikler, kanser ve kardiyovasküler hastalık dahil olmak üzere çok çeşitli hastalıkların karşılanmamış ihtiyaçlarını karşılama potansiyeline sahiptir. mRNA, diğer yaklaşımlarla imkansız olan bir hedef proteinin üretimini, bozulmasını veya modifikasyonunu tetiklemek için hücrelere iletilebilir.

Bu yöntemle ilgili önemli bir zorluk, mRNA’yı hücre içinde iletebilmek ve böylece bir protein yapmak üzere çevrilebilmesidir. mRNA, mRNA’yı koruyan ve hücrelere taşıyan lipid nanoparçacıkları (LNP’ler) – küçük yağ kabarcıkları – içinde paketlenebilir. Bununla birlikte, bu işlem basit değildir, çünkü mRNA, hücrenin içindeki sitoplazmadaki etki alanına ulaşmadan önce zarı geçmek zorundadır.

MPI-CBG direktörü Marino Zerial ekibindeki araştırmacılar, mRNA gibi hücredeki moleküllerin hücresel giriş yollarını yüksek çözünürlüklü mikroskoplarla görselleştirme konusunda uzmandır. Araştırmacılara hücre içindeki mRNA’yı takip etmek için terapötik yaklaşımlar için geliştirdikleri lipid nanoparçacık prototiplerini sağlayan AstraZeneca’dan bilim insanlarıyla birlikte çalıştılar. Çalışma şurada yayınlandı: Hücre Biyolojisi Dergisi.

“Teslim edilmesi için mRNA’nın uzun bir yolculuk yapması gerekir. Yağlı LNP balonunun içinde bulunduğundan, önce hücreye girmesi gerekiyor,” diye açıklıyor Marino Zerial. “LNP’ler, reseptörlere bağlandıkları hücre yüzeyine ulaşır. Daha sonra endozom adı verilen özel zarla çevrili bölmelere alınırlar. Bu noktada, mRNA hücrelerin içindedir ancak iki bariyerle, yağ kabarcığı ve endozom duvarı veya daha doğrusu zarla çevrilidir. MRNA için zorluk, protein yapmak için bir şablon görevi gördüğü sitoplazmaya ulaşmak için her iki engelden de kaçmaktır. sadece küçük bir kısmı olduğunu biliyoruz. RNA moleküller sitoplazmaya kaçabilir.

LNP’ler gibi içselleştirilmiş kargo molekülleri ilk önce “erken” endozomlara taşınır. Bunlar, kargo moleküllerini hücre içindeki çeşitli noktalara dağıtan lojistik merkezlerdir. Molekülleri hücre yüzeyine geri dönüştürürler veya geç endozomlarda ve lizozomlarda bozarlar. Şimdiye kadar insanlar, mRNA’nın çok asidik içeriklerinden yararlanarak geç endozomlardan kaçtığını düşündüler.

Çalışmanın ilk yazarı Prasath Paramasivam, “Tek moleküllü mikroskopi teknikleriyle, hücrelerin endozomları içindeki LNP’deki mRNA’yı ilk kez görselleştirebildik” diye açıklıyor. Ayrıca, yalnızca hafif asidik olan geri dönüşüm endozomlarının tübüllerinde meydana gelen mRNA’nın gerçek kaçışını da yakaladık. Sonuçlarımız, LNP-mRNA’nın geç endozomlara gönderilmesinin teslimat için verimsiz olduğunu ve yalnızca hücre toksisitesini artırdığını ima ediyor,” diyor Zerial. Bu bulgular, mRNA’nın endozomlardan kaçış mekanizmasının daha ayrıntılı olarak anlaşılmasına yardımcı olur.

Marino Zerial şöyle özetliyor: “mRNA için LNP dağıtım sistemi, düşük endozomal kaçış verimliliği nedeniyle yüksek dozlar gerektiriyor. MRNA’nın nereye gittiğini ve endozomlardan nasıl kaçabileceğini bilmek, daha düşük dozda daha verimli teslimat için daha iyi araçlar geliştirmemizi sağlar. MRNA dağıtım sistemini iyileştirebiliriz, böylece kanser tedavisi gibi terapötik uygulamalar için kullanılabilir.”

Referans: Prasath Paramasivam, Christian Franke, Martin Stöter, Andreas Höijer, Stefano Bartesaghi, Alan Sabirsh, Lennart Lindfors, Marianna Yanez Arteta, Anders Dahlén, Annette Bak, Shalini tarafından “Nano ölçekte görselleştirilen endozomal geri dönüşüm tübüllerinden teslim edilen mRNA’nın endozomal kaçışı” Andersson, Yannis Kalaidzidis, Marc Bickle ve Marino Zerial, 9 Aralık 2021, Hücre Biyolojisi Dergisi.
DOI: 10.1083/jcb.202110137





#Bilim #adamları #mRNA #Terapötiklerinin #Hücrelere #Nasıl #Teslim #Edildiğini #Keşfediyor