Las vacunas de ARNm para brotes de enfermedades se pueden sintetizar en menos tiempo con una nueva técnica

En una era en la que los brotes virales pueden convertirse en pandemias globales a una velocidad alarmante, la capacidad de desarrollar rápidamente nuevas vacunas se ha vuelto crucial. Sin embargo, la velocidad de producción de la vacuna es limitada porque el ARNm que se utiliza en ella se sintetiza en parte químicamente y en parte mediante enzimas, un proceso relativamente lento.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Nagoya en Japón ha desarrollado con éxito una tecnología de síntesis innovadora capaz de producir ARNm de alta pureza y totalmente sintetizado químicamente, eliminando las reacciones enzimáticas más lentas.

Este avance sienta las bases para reacciones más rápidas ante brotes virales y enfermedades emergentes, que se espera conduzcan a la mitigación de futuras infecciones en una etapa preliminar. Sus resultados fueron publicados en la revista. Investigación de ácidos nucleicos.

Dado su importante papel en la lucha contra la pandemia de COVID-19, el ARNm ahora es ampliamente reconocido por su potencial para ayudar a prevenir enfermedades infecciosas. Los expertos prevén que en el futuro la tecnología del ARNm se utilizará para tratar trastornos genéticos y enfermedades emergentes. Sin embargo, producir ARNm sigue siendo un desafío debido a preocupaciones sobre la pureza y la velocidad de producción.

Estos problemas se pueden abordar utilizando ARNm totalmente sintetizado químicamente. Según Masahito Inagaki, «una de las ventajas más importantes del ARNm totalmente sintetizado químicamente es su capacidad para evitar las complejas y lentas reacciones enzimáticas que normalmente se requieren en la producción de ARNm. Un método que se base exclusivamente en reacciones químicas acortaría significativamente la producción». proceso.»

También ofrece beneficios a las personas que tienen fuertes respuestas inmunes a las vacunas. El ARNm derivado del ARN 5′-monofosforilado es susceptible a la contaminación por fragmentos de ARN incompletos, lo que provoca una fuerte reacción inmunitaria. Esta respuesta inmune aumenta el riesgo de efectos secundarios, particularmente inflamación. Sin embargo, las tecnologías de purificación existentes han tenido dificultades para eliminar estas impurezas, lo que limita su potencial.

Para abordar estas cuestiones, el profesor Hiroshi Abe, la estudiante de doctorado Mami Ototake y el profesor asistente Inagaki idearon un nuevo reactivo de fosforilación con un grupo nitrobencilo que sirve como etiqueta de purificación hidrófoba.

Inagaki explicó: «Los grupos nitrobencilo tienen una alta hidrofobicidad; por lo tanto, cuando el grupo nitrobencilo se introduce en la molécula de ARN, el ARNm se vuelve más hidrofóbico. Como el ARN impuro carece de grupos nitrobencilo, se puede separar fácilmente del ARN objetivo que contiene grupos nitrobencilo usando la técnica inversa». Cromatografía líquida de alta resolución en fase.

«Este enfoque produce ARN puro, libre de inconsistencias de longitud e impurezas típicamente asociadas con los métodos de síntesis basados ​​en la transcripción».

Además de sintetizar químicamente el ARNm por completo, el equipo también creó ARNm circular puro utilizando el mismo método. Los ARNm circulares son únicos porque carecen de estructuras terminales, lo que los hace resistentes a la degradación por parte de las enzimas que degradan los ácidos nucleicos del cuerpo, lo que da como resultado un efecto medicinal más duradero.

El avance en la producción de ARNm tiene implicaciones importantes para el futuro de los tratamientos médicos. «Esta innovación allana el camino para la producción altamente eficiente de ARNm y ARNm circular totalmente sintetizados químicamente, que tienen el potencial de revolucionar el descubrimiento de fármacos de ARN y ampliar el alcance de los tratamientos basados ​​en ARNm», dijo Abe.

Una producción de vacunas más rápida y pura debería mejorar nuestros tiempos de respuesta ante futuras amenazas infecciosas. En el futuro, el equipo espera utilizar también estos resultados para desarrollar nuevas vacunas de ARNm contra antígenos del cáncer y enfermedades genéticas.