Ein Überblick über die RNAi-Therapie
Hintergrund
Die RNAi-Therapie basiert auf der Nutzung eines Prozesses, der auf genetischer Ebene auf natürliche Weise in den Körperzellen abläuft. Es gibt zwei Hauptkomponenten von Genen: Desoxyribonukleinsäure (DNA) und Ribonukleinsäure (RNA). Die meisten Menschen haben von DNA gehört und würden ihr klassisches Doppelstrang- oder Doppelhelix-Erscheinungsbild erkennen, sind jedoch möglicherweise nicht mit der typischen Einzelstrang-RNA vertraut.Während die Bedeutung der DNA seit vielen Jahrzehnten bekannt ist, haben wir erst in den letzten Jahren begonnen, die Rolle der RNA besser zu verstehen.
DNA und RNA arbeiten zusammen, um zu bestimmen, wie die Gene einer Person funktionieren. Gene sind für alles verantwortlich, von der Bestimmung der Augenfarbe einer Person bis hin zu ihrem lebenslangen Risiko für bestimmte Krankheiten. In einigen Fällen sind Gene pathogen, was bedeutet, dass sie dazu führen können, dass Menschen mit einer Krankheit geboren werden oder später im Leben eine entwickeln. Die genetische Information befindet sich in der DNA.
RNA ist nicht nur ein "Bote" für in DNA enthaltene genetische Informationen, sondern kann auch steuern, wie und sogar ob bestimmte Informationen gesendet werden. Kleinere RNAs, sogenannte Mikro-RNAs oder miRNAs, haben die Kontrolle über viele Vorgänge in den Zellen. Eine andere Art von RNA, Messenger-RNA oder mRNA genannt, kann ein Signal für ein bestimmtes Gen ausschalten. Dies wird als "Stummschalten" der Expression dieses Gens bezeichnet.
Neben der Boten-RNA haben Forscher auch andere Arten von RNA gefunden. Einige Typen können die Anweisungen zum Erstellen bestimmter Proteine einschalten oder "hochfahren" oder ändern, wie und wann die Anweisungen gesendet werden.
Wenn ein Gen durch RNA zum Schweigen gebracht oder ausgeschaltet wird, spricht man von Interferenz. Forscher, die eine Biotechnologie entwickeln, die den natürlich vorkommenden zellulären Prozess nutzt, nannten sie RNA-Interferenz- oder RNAi-Therapie.
Die RNAi-Therapie ist noch eine relativ neue Biotechnologie. Weniger als ein Jahrzehnt nach der Veröffentlichung eines Artikels über die Verwendung der Methode in Würmern gewann das Wissenschaftlerteam, das für die Entwicklung der Technologie verantwortlich war, 2006 den Nobelpreis für Medizin.
In den vergangenen Jahren haben Forscher auf der ganzen Welt das Potenzial für die Verwendung von RNAi beim Menschen untersucht. Ziel ist die Entwicklung von Therapien, mit denen bestimmte Gene gezielt behandelt werden können, die gesundheitliche Probleme verursachen oder zu diesen beitragen. Während es bereits Gentherapien gibt, die auf diese Weise eingesetzt werden können, eröffnet die Nutzung der Rolle der RNA das Potenzial für eine spezifischere Behandlung.
Wie es funktioniert
Während DNA bekanntermaßen doppelsträngig ist, ist RNA fast immer einzelsträngig. Wenn RNA zwei Stränge hat, ist es fast immer ein Virus. Wenn der Körper ein Virus entdeckt, wird das Immunsystem versuchen, es zu zerstören.Die Forscher untersuchen, was passiert, wenn eine andere Art von RNA, die so genannte small-interfering RNA (siRNA), in Zellen inseriert wird. Theoretisch wäre die Methode eine direkte und effektive Möglichkeit, Gene zu kontrollieren. In der Praxis hat es sich als komplizierter erwiesen. Eines der Hauptprobleme, auf das Forscher gestoßen sind, ist die Umwandlung von doppelsträngiger RNA in die Zellen. Der Körper glaubt, doppelsträngige RNA sei ein Virus und startet daher einen Angriff.
Die Immunantwort hindert die RNA nicht nur daran, ihre Arbeit zu verrichten, sondern kann auch unerwünschte Nebenwirkungen verursachen.
Mögliche Vorteile
Forscher entdecken immer noch mögliche Anwendungen für die RNAi-Therapie. Die meisten Anwendungen konzentrieren sich auf die Behandlung von Krankheiten, insbesondere von seltenen oder schwer zu behandelnden Krankheiten wie Krebs.Wissenschaftler können die Technik auch nutzen, um mehr über die Funktionsweise von Zellen zu erfahren und ein tieferes Verständnis der Humangenetik zu entwickeln. Die Forscher können sogar RNAi-Spleißtechniken verwenden, um Pflanzen zu untersuchen und mit Nutzpflanzen für Lebensmittel zu experimentieren. Ein weiterer Bereich, auf den Wissenschaftler besonders hoffen, ist die Entwicklung von Impfstoffen, da die RNAi-Therapie die Möglichkeit bieten würde, mit bestimmten Krankheitserregern wie einem bestimmten Virusstamm zu arbeiten.
Nachteile
Die RNAi-Therapie ist vielversprechend für eine Reihe von Anwendungen, birgt jedoch auch erhebliche Herausforderungen. Während die Therapie zum Beispiel gezielt auf bestimmte Gene abzielen kann, könnte eine toxische Immunantwort ausgelöst werden, wenn die Behandlung "die Marke verfehlt".Eine weitere Einschränkung ist, dass die RNAi-Therapie gut zum Ausschalten von Genen geeignet ist, die Probleme verursachen. Dies ist jedoch nicht der einzige Grund, warum jemand eine genetische Erkrankung hat. In einigen Fällen besteht das Problem darin, dass ein Gen nicht ausgeschaltet wird, wenn es unteraktiv sein sollte oder ist. RNA selbst kann Gene ein- und ausschalten. Sobald diese Fähigkeit von Forschern genutzt wird, werden sich die Möglichkeiten für eine RNAi-Therapie erweitern.
Onpattro
Im Jahr 2018 genehmigte die FDA ein Medikament namens Patisiran, das unter dem Markennamen Onpattro vertrieben werden soll. Onpattro nutzt die Small Interfering Ribonucleic Acid Therapy (siRNA) und ist das erste Medikament der neuen Klasse, das von der FDA zugelassen wurde. Es ist auch die erste zugelassene Behandlung für Patienten mit der seltenen genetischen Erkrankung, der erblichen Transthyretin-vermittelten Amyloidose (hATTR)..Es wird angenommen, dass weltweit etwa 50.000 Menschen an HATTR leiden. Der Zustand betrifft verschiedene Körperteile, einschließlich des Magen-Darm-Systems, des Herz-Kreislauf-Systems und des Nervensystems. Aufgrund einer genetischen Mutation funktioniert ein von der Leber produziertes Protein namens Transthyretin (TTR) nicht richtig. Menschen mit HATTR leiden an Symptomen, die auf den Aufbau dieses Proteins in verschiedenen Teilen ihres Körpers zurückzuführen sind.
Wenn andere Körpersysteme vom Aufbau von TTR betroffen sind, treten bei Menschen mit HATTR eine Reihe von Symptomen auf, darunter Magen-Darm-Probleme wie Durchfall, Verstopfung und Übelkeit oder neurologische Symptome, die einem Schlaganfall oder einer Demenz ähneln können. Herzsymptome wie Herzklopfen und Vorhofflimmern können ebenfalls auftreten.
Eine kleine Anzahl erwachsener Patienten mit hATTR wird Onpattro speziell zur Behandlung der Nervenerkrankung (Polyneuropathie) anwenden können, die aufgrund eines TTR-Aufbaus im Nervensystem auftritt.
Die Symptome einer Polyneuropathie sind typischerweise in den Armen und Beinen zu spüren.
Onpattro wird in den Körper infundiert und gelangt direkt in die Leber, wo es die Produktion der schädlichen Proteine abschaltet. Durch die Verlangsamung oder Unterbrechung des Aufbaus der Proteine in den peripheren Nerven sollen die Symptome (wie Kribbeln oder Schwäche), die als Folge auftreten, verringert werden.
Patienten, denen Onpattro verabreicht wurde, bemerkten beim Testen des Arzneimittels eine Verbesserung ihrer Symptome im Vergleich zu Patienten, denen ein Placebo (keine Medikamente) verabreicht wurde. Einige Patienten berichteten von Nebenwirkungen im Zusammenhang mit der Infusionstherapie, einschließlich Hitzewallungen, Übelkeit und Kopfschmerzen.
Ab Anfang 2019 entwickelt Alnylam, der Hersteller von Onpattro, zusätzliche Medikamente unter Verwendung der RNAi-Therapie, die hoffentlich auch von der FDA zugelassen werden.
Was sind MicroRNAs?
