L’incremento dei farmaci nati dalla tecnologia a RNA è il segnale di un florido filone di ricerca e l’innovazione tecnologica sta ampliando le possibili applicazioni a molte patologie
L’acido ribonucleico (RNA) è una molecola essenziale per la vita, capace di svolgere ruoli differenti dal momento che funge da intermediario nel trasferimento dell’informazione genetica (RNA messaggero), permette la lettura del messaggio genetico e la traduzione in proteine, può assumere conformazioni tridimensionali e regolare varie funzioni cellulari, può persino diventare un meccanismo di difesa (interferenza a RNA) da vari patogeni. La flessibilità di questa piccola e straordinaria molecola, a lungo considerata secondaria, è stata la miccia di innesco di un’esplosione tecnologica, o meglio, di una rivoluzione che ha dato avvio allo sviluppo delle cosiddette “RNA therapies” in cui il mezzo o il “bersaglio” stesso è l’RNA. Utilizzando o modulando RNA diversi è possibile produrre certe proteine o bloccare l’azione di altre, responsabili di malattie. Il potenziale clinico dietro a tutto ciò è enorme ed è abbinato ad indubbi vantaggi economici.
Le principali terapie su RNA comprendono gli oligonucleotidi antisenso (ASO), i siRNA (short interfering RNA, o RNA interferenti), i microRNA e gli aptameri. Da una ricca e aggiornata review pubblicata sulla rivista Signal Transduction and Targeted Therapy si evince che la tecnologia degli ASO - corte molecole di RNA - ha cominciato ad esser sviluppata alla fine degli anni Settanta, quando fu realizzata la prima stringa di circa 20 nucleotidi per integrare una breve sequenza di RNA del virus del sarcoma di Rous, quello che causa il sarcoma dei polli. Da allora l’idea che un ristretto e selezionato tratto di RNA potesse essere impiegato come bersaglio di un oligonucleotide antisenso ha spalancato i cancelli della ricerca scientifica con centinaia di molecole considerate per regolare l’espressione di geni coinvolti nella patogenesi di malattie infettive, metaboliche, polmonari o del sistema nervoso. L’atrofia muscolare spinale (SMA) è, ad esempio, una di quelle malattie in cui queste piccole molecole di RNA – che sono già autorizzate in Italia da diversi anni – ne stanno rivoluzionando la gestione clinica.
I siRNA, invece, sono molecole di RNA a doppio filamento costituite da circa 20-25 coppie di basi in grado di bloccare, o “silenziare”, l’espressione di un gene specifico e sono attualmente in valutazione per contrastare patologie come l’Alzheimer. Gli studi sugli RNA interferenti hanno già condotto all’approvazione di patisiran, un farmaco innovativo per il trattamento dell’amiloidosi ereditaria da transtiretina (hATTR), una malattia genetica rara in cui la deposizione di proteina amiloide nei tessuti può causare neuropatie periferiche e cardiomiopatie.
I microRNA ottengono il medesimo risultato degli RNA interferenti ma attraverso un sistema leggermente diverso, facendo in modo che determinate proteine si esprimano solo dove e quando è necessario. Essi rappresentano una pagina centrale nella storia della nostra evoluzione e oggi gli scienziati hanno capito quanto il loro ruolo sia collegato allo sviluppo di varie patologie - incluso il cancro. I microRNA sono attualmente allo studio contro gravissime malattie come l’Huntington e la sindrome di Rett o anche per l’ipercolesterolemia e alcune malattie infettive.
Poi ci sono gli aptameri, brevi sequenze a singolo filamento, tipicamente formati da un numero variabile tra 20 e 100 nucleotidi di DNA o RNA, che grazie alla capacità di ripiegarsi in complesse strutture tridimensionalità sono in grado di legare specifici bersagli molecolari. Sono spesso definiti “anticorpi nucleici” ma offrono diversi vantaggio rispetto agli anticorpi più classici o monoclonali: hanno un costo di produzione più basso, livelli di immunogenicità altrettanto bassi, tempi di sintesi brevi e un elevato livello di specificità. Inoltre, grazie alla loro naturale flessibilità gli aptameri possono essere progettati per legare anche gli epitopi nascosti, cosa impossibile per i normali anticorpi. Di recente una società di biotecnolgie italiana - Aptadir Therapeutics, specializzata nella progettazione di terapie a RNA - ha scoperto una sottoclasse di aptameri in grado di interagire con l’enzima DNMT1, coinvolto nei processi di metilazione del DNA. I DNMT1-interacting RNA, o DiR, sono in grado di legarsi e inibire l’azione di DNMT1, perciò il loro impiego potrebbe rivelarsi molto utile nel contrasto alle malattie causate da problemi nei processi di metilazione del DNA, fra cui tumori, malattie genetiche come la sindrome dell’X fragile o la distrofia miotonica, persino la sclerosi laterale amiotrofica (SLA) e l’Alzheimer.
Infine, il settore delle “RNA therapies” si è arricchito dei vaccini a mRNA, che durante la pandemia da COVID-19 hanno contribuito a salvare milioni di vite e hanno tracciato la strada ai vaccini contro il cancro, già in fase di validazione. In questo campo risultati promettenti sono stati ottenuti contro il melanoma, come dimostrano i dati dello studio clinico di Fase IIb KEYNOTE-942 che ha coinvolto 157 pazienti affetti da melanoma al III o IV stadio ai quali, dopo la rimozione del tumore, è stato somministrato il vaccino mRNA-4157(V940) in combinazione con pembrolizumab, un farmaco inibitore di PD-1. I risultati - pubblicati lo scorso anno sulla rivista The Lancet - hanno mostrato una riduzione del rischio di morte nei pazienti trattati col vaccino rispetto a chi aveva ricevuto solo l’inibitore (22% vs. 40%), fornendo la prova di come la combinazione di queste terapie possa migliorare i tassi di sopravvivenza dei pazienti con melanoma ad alto rischio. E allargando l’orizzonte ad altri vaccini a mRNA contro il cancro: ad oggi diversi si collocano in varie fasi di sperimentazione clinica, mentre la combinazione tra vaccino a mRNA e terapia anti-PD-1 ormai è molto più che una remota ipotesi e potrebbe diventare presto uno standard di cura per il melanoma.
In un editoriale di alcuni pubblicato a novembre su Communications Medicine viene posto in evidenza un ulteriore vantaggio delle “RNA therapies”: la facilità con cui le molecole di RNA possono essere progettate e prodotte ricorrendo a strumenti bioinformatici combinati con metodi di screening ad elevata produttività. “La versatilità degli ASO e dei siRNA è paragonabile a quella dei sistemi di editing genetico programmabili, cosa che li fa diventare un’opzione per le malattie rare o le terapie personalizzate”, riportano gli autori. “Rimangono, tuttavia, numerose considerazioni relative al tipo di variante, al tessuto bersaglio e al beneficio per il paziente da prendere in considerazione e che sono già in parte state esaminate”. Gli RNA possono essere usati per avviare la sintesi di proteine o per produrne di altre mancanti all’organismo, e possono persino interferire con la produzione di quelle dannose: un livello di flessibilità che si sposa perfettamente con le necessità e vincoli della catena di produzione.
A questo tema si collega quello - in continuo approfondimento - delle modalità di trasporto degli acidi nucleici alla cellula bersaglio: mentre alcune cellule, come quelle dell’occhio o del sistema nervoso, sono più facili da raggiungere, altre richiedono specifici vettori - come le nanoparticelle lipidiche, i liposomi, alcuni peptidi o speciali particelle inorganiche. Si tratta di un campo di ricerca che sta espandendo notevolmente la varietà di soluzioni, contribuendo a diversificare ulteriormente i prodotti a RNA.
Per finire, l’RNA sta trovando un ruolo nella diagnosi e nell’identificazione precoce di malattie e tumori, confermando i vantaggi di questa versatile molecola anche in chiave diagnostica e non solo terapeutica. Pertanto, il presente delle terapie a RNA può essere inquadrato come il preambolo di un futuro che si prospetta eccitante e ricco di scoperte scientifiche e, soprattutto, di benefici per i pazienti.