Acil Durum Değişikliği: COVID-19 mRNA aşılarında “pseudouridin”in rolü

COVID-19 pandemisinin nedeni olan yeni koronavirüs SARS-CoV-2, insanlık tarihindeki en verimli aşı geliştirme kampanyalarından birine ilham verdi. COVID-19 mRNA aşılarının önemli bir yönü, etkinliklerini artırmak için modifiye edilmiş nükleobaz N1-metilpseudouridin (m1Ψ) kullanılmasıdır (bkz. aşağıdaki şekil). Peki aşılardaki bu sentetik mRNA’larda neden bu taklit urasil analogu (m1Ψ) kullanıldı ve işlevi ne?

Başlayalım…

Psödouridin (Yunanca psi- Ψ veya Q harfi ile kısaltılır), urasil’in bir “azot-karbon” glikozidik bağı yerine bir “karbon-karbon” yoluyla bağlandığı bir nükleozit olan üridinin bir izomeridir. Psödouridin, hücresel RNA’da en bol bulunan RNA modifikasyonudur. Transkripsiyon ve sentezin ardından RNA, kimyasal olarak 100’ün üzerinde farklı modifikasyonla modifiye edilebilir ve psödouridin sadece bunlardan biri ancak en bol bulunanıdır. A, G, C, U dışındaki bu modifikasyonlar, transkripsiyon sonrası potansiyel olarak RNA ifadesini düzenleyebilir ve hücrede RNA’nın translasyonu, konumunu ve karar lılığıdahil olmak üzere çeşitli roller oynayabilir. Bunlardan biri olan psödouridin, üridinde bulunan normal C1-N1 bağından ziyade riboz şekerinin C1’i ile urasil’in C5’i arasında bir CC bağı içeren üridinin C5-glikozit izomeridir:

Psödouridin (Ψ() deki C-C bağı, ona kendi etrafında daha fazla dönme serbestliği ve konformasyonel (yapısal) esneklik sağlar. Ek olarak, psödoüridinin N1 pozisyonunda fazladan bir hidrojen bağı vericisi (kırmızı NH) vardır. 5-ribosilurasil olarak da bilinen psödouridin, yapısal RNA’ların (transfer, ribozomal, küçük nükleer (snRNA) ve küçük nükleolar) yaygın bulunan ancak esrarengiz bir bileşenidir. Son zamanlarda RNA kodlamasında da keşfedilmiştir. Yaşamın 3 filogenetik alanının (domeyn) tümünde (bakteri, arke ve ömkaryotlar) bulunur ve ilk keşfedilendir. Psödouridin, maya tRNA’sındaki nükleotidlerin %4’ünü oluşturur. Bu baz modifikasyonu, ekstra imino grubu aracılığıyla su ile ek hidrojen bağları oluşturarak RNA’yı kararlı kılar ve baz istiflenmesini iyileştirebilir. Escherichia coli rRNA’da 11, maya sitoplazmik rRNA’da 30 ve mitokondriyal 21S rRNA’da tek bir modifikasyon ve insan rRNA’sında yaklaşık 100 psödoüridin vardır, bu da bir organizmanın karmaşıklığı ile psödoüridilasyonun kapsamının arttığını göstermektedir. rRNA ve tRNA’daki psödouridinin, bölgesel yapıya ince ayar yaptığı ve kararlı kıldığı ve mRNA kod çözme, ribozom montajı, işleme ve translasyonda (çeviri) işlevlerinin olduğunu göstermektedir. snRNA’daki psödouridinin, kesme-ekleme düzenlemesini (sıplays) kolaylaştırmak için sıplysozomal RNA-mRNA öncesi etkileşimi arttırdığı gösterilmiştir.

Psödouridin: temel biyolojisinden bir pandeminin en önemli aktörleri olan mRNA aşılarındaki ana röllerine…

11 Aralık 2020’de ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA), şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2’nin (SARS-CoV-2) neden olduğu bir hastalık olan COVID-19’u önlemek için ilk acil kullanım iznini (EUA) yayınladı ve 1 hafta sonra ikinci bir COVID-19 aşısını onayladı. Bu onaylar, halk sağlığı açısından bir atılımı temsil ediyor ve 100 yılı aşkın bir süredir en büyük küresel pandemiye karşı ilk koruyucu önlemleri sağlıyordu. Bu iki aşı, yeni bir terapötik platform olan sentetik mRNA (mRNA) kullanan ilk FDA onaylı terapötikler olmaları açısından da dikkate değerdi.

Haberci (mesajcı) RNA’lar (mRNA’lar), genomun talimatları ile protein üretimi arasındaki merkezi role sahip olup, vücudumuzun her hücresinde kullanılırlar. Sentetik mRNA’lar (örn., aşılardaki) aynı doğal süreçten yararlanır ancak bunlar terapötik etkileri olan proteinleri kodlamak üzere tasarlanmıştır. COVID-19 mRNA aşıları, bunu sağlayan iki mutasyona sahip (K986P ve V987P) tam uzunlukta bir SARS-CoV-2 spike proteini üretir ve böylece antijenik olarak uygun bir prefüzyon (kapalı) konformasyonunda kalır. Enjeksiyon yapılınca mRNA, kas ve bölgeye sızan bağışıklık hücreleri tarafından alınarak spike protein üretmek için kullanılır. (Şekil 1a). Bir transmembran çapası, spike proteinin hücre yüzeyinde görüntülenmesine neden olarak bağışıklık sistemi tarafından onun tanınmasına izin verir. Bu durum, doğal enfeksiyonlara karşı koruma sağlayan ve ciddi hastalıkları önleyen antikorların ve T hücrelerinin üretimini tetikler. Sentetik mRNA’lar, SARS-CoV-2 genomunun yalnızca tek bir bileşenini (yani Spike proteinini) ürettiği için COVID-19’a neden olmazlar. Çünkü bu aşılar, doğal olarak ayrışan ve genomlarla bütünleşmeyen replikasyon yapmayan mRNA’lar içerirler (esasen koronavirüsün kendi mRNA’sı da genoma entegre olacak bir mekanizmaya sahip değildir) .

Şekil 1. (a) mRNA tabanlı COVID-19 aşı stratejisi. (b) Üridin ve m1Ψ’nin yapısal özellikleri. TCR = T hücre reseptörü. MHC = ana doku uyumluluk kompleksi.

mRNA aşılarının kimyasal bileşenleri, göze çarpan iki istisna dışında, esas olarak RNA artı “su, tuz, şeker ve yağ”dan oluşan tekdüze bir içeriktedir. Öne çıkan iki gözalıcı bileşeni, mRNA’yı kapsülleyen ve dağıtımını kolaylaştıran ve başka yerlerde mükemmel bir şekilde incelenen lipid nanoparçacıkları (Nano Partikül, NP) ve bağışıklıktan kaçınmayı ve protein üretimini artıran doğal olmayan bir RNA nükleobaz olan N1-metilpsödouridindir (m1Ψ; Şekil 1b).

COVID-19 mRNA Aşılarının Birincil Yapısı

https://berthub.eu/articles/posts/biontech-pfizer-mrna-a%C5%9F%C4%B1lar%C4%B1n%C4%B1n-kaynak-kodu/

Acil Kullanım izni almış iki COVID-19 mRNA aşısı bulunmaktadır:

  • Pfizer-BioNTech’in BNT162b2 (Ticari adı: Comirnaty; jenerik adı: tozinameran
  • Moderna’nın mRNA-1273

Pfizer-BioNTech’in BNT162b2 mRNA’sının dizisi açıklanmıştır (Şekil 2). Aşının aktif hali (mRNA), beş ana elementten oluşan 4284 nükleotid doğrusal RNA dizisidir:

  1. Genellikle trinükleotid “şapka 1” olarak anılan, ribozomun devşirilmesine ve RNA’nın bozulmaya karşı korunmasına yardımcı olan bir 5′-başlık (m7(3’OMeG)(5′)ppp(5′)(2’OMeA)pG.
  2. İnsan alfa-globin mRNA’sından türetilen ve doğru başlangıç ​​(AUG) kodonundan yüksek düzeyde çeviri (translasyon) sağlamaya yardımcı olan optimize edilmiş bir Kozak dizisine sahip çevrilemeyen bir 5′ bölge (UTR).
  3. Transmembran (mebrana giren) bağlantılı immünojenik SARS-CoV-2 spike glikoproteininin üretimini belirten, kodonla optimize edilmiş bir kodlama dizisi.
  4. Bölünmüş mRNA’nın amino-terminal güçlendiricisinden ve RNA’yı kararlı yüksek düzeyde protein ifadesine yardımcı olan mitokondriyal kodlanmış 12S rRNA’dan türetilen iki diziden oluşan bir 3′-UTR.
  5. İki parçalı poli(adenosin) kuyruğundan (dizisinden) oluşan alışılmadık bir 3′-terminali. Poli(adenosin) uzantıları mRNA kararlılığını arttırırken, segmentli yapı plazmit üretimi sırasında istenmeyen rekombinasyonun azaltılmasına yardımcı olur.
Şekil 2. Üst: Sentetik mRNA terapötiklerinde bulunan tasarım öğeleri. Altta: Pfizer/BioNTech’ten COVID-19 mRNA aşısı tozinameran (BNT162b2) dizisi. Yeşil: 5′ kapaklı. Sarı: 5′- ve 3′-UTR dizileri. Mavi: SARS-CoV-2 başak glikoprotein kodlama dizisi. Kırmızı: Parçalı poli(A) kuyruk.

Bu aşıların hızlı tasarımı haklı olarak büyük taktir topladı. Bununla birlikte, şüpheciliğe davetiye çıkarabilecek bu sürecin aceleye geldiği anlatısını nazikçe yapmak önemlidir. Aşağıda, ilk önce bu değiştirilmiş mRNA’ların nasıl yapıldığını gözden geçiriyoruz, ardından modifikasyonun biyolojik etkilerinin bir analizini yapıyoruz.

N1-Metilpseudouridin’in mRNA Aşılarına dahil edilmesi

Yukarıdaki tasarımı değerlendirmek için öncelikle iki teknik zorluğun üstesinden gelmek gerekir:

  1. Kimyasal olarak sentezlenebilecek olandan çok daha uzun doğrusal bir diziye sahip sentetik bir mRNA nasıl üretilir?
  2. m1Ψ gibi modifiye edilmiş nükleobazları dahil ettiğimizde, bu mRNA işlevini (yani protein için şifre) nasıl koruyabilmektedir?

İlkinin cevabı, doğadan bir ipucu alıp onları enzimatik olarak yapmaktır (Şekil 3). Bu yaklaşım, DNA’nın sentezlenmesinin RNA’dan çok daha kolay olması ve büyük sentetik parçalar halinde birbirine dikilebilmesi gerçeğinden yararlanır. Bu fragmanlar, COVID-19 aşısının kodunun, rekombinant T7 RNA polimeraz (bir bakteri virüsünün enzimi) tarafından mRNA’ya transkripsiyonunu destekleyen bir dizinin akış-aşağı yerleştirildiği plazmitleri oluşturmak için kullanılır. Bu plazmitlerin T7 polimeraz ve nükleotid trifosfatlar (NTP’ler) olan ATP,GTP, CTP, TTP ile inkübe edilmesiyle yüksek verimde mRNA üretilir. Onlarca yıl süren araştırmalar, T7 polimerazın 20000 nükleotitten daha uzun RNA’ları hatasız üretebilen dikkat çekici bir enzim olduğunu ortaya koymuştur.

T7 polimerazın bir diğer özelliği de doğal olmayan NTP’lere tolerans göstermesidir. Bu özelliği de ikinci zorluk olan doğal U yerine modifiye m1Ψ ‘nin zincire yerleştirilmesi için kullanılmıştır (50 yılı aşkın bir süre önce Goldberg ve Rabinowitz, RNA polimerazların psödoüridin trifosfatı RNA’ya dahil edebildiğini gösterdiler).

Eski bir çalışmada psödoüridin, lösemi, gut ve eritrositoz (dolaşımda çok fazla kırmızı kan hücresi bulunması) hastası arafından bağışlanan 20 litre idrardan izole edildi ve karma bir kemoenzimatik yaklaşımla radyoaktif etiketli bir trifosfata dönüştürüdü ve bu modifiye nükleotidin, UTP çıkarıldığında in vitro transkripsiyon sırasında RNA’daki üridinin yerini aldığı bulundu (ayrıca baz eşleşmesini de değiştirmiyordu). Bu enzimatik yaklaşımın bir özelliği, doğal nükleobazı homojen bir şekilde doğal olmayan bir kalıntı ile değiştirmesidir. BNT162b2 durumunda, mRNA’daki her üridin, m1Ψ ile değiştirilir. Bu, terapötik bir mRNA’da faydalı olması anlamına gelir; modifiye edilmiş bir nükleobaz, UTR’ler ve ribozom tarafından tanınan kodlama dizisi dahil olmak üzere tüm fonksiyonel elemanları ile uyumlu olmalıdır. Şimdi, modifiye edilmiş mRNA aşılarının birincil dizisine ve bunların nasıl üretildiğine ilişkin bu anlayışla, ne yaptıklarına ilişkin bir tartışmaya geçebiliriz.

Şekil 3. İn vitro transkripsiyon ile m1Ψ mRNA’ların üretimi. Sol: İn vitro transkripsiyon reaksiyonunun bileşenleri. Sağda: m1Ψ-trifosfatın RNA’ya dahil edilmesi, m1Ψ’nin T7 RNA polimeraz aktif bölgesindeki DNA şablonunun adenini ile kanonik bir baz çifti oluşturma yeteneği tarafından yönlendirilir.

N1-Methylpseudouridine doğal mRNA’nın immunojenitesini azaltır

İlk çalışmalar, katyonik (pozitif yüklü) lipid veziküllerinde tutulan sentetik mRNA’ların kültürlenmiş hücreleri transfekte edilebileceğini gösterdi. Fare kasına enjekte edildiğinde, raportör mRNA’lar haftalarca saptanabilir proteinler üretti. Bununla birlikte, bu ajanların aşı olarak uygulanması ve protein replasman tedavilerinde kullanımları önündeki en büyük zorluk immünojenisiteleriydi. Hücreler, doğal rolü akış-aşağı sinyali indükleyerek viral RNA’ları belirlemek ve bunlara yanıt vermek olan çeşitli motif tanıma reseptörleri içerir. Bunlar, çift ve tek sarmallı RNA’yı tanıyan endozomal reseptörler TLR3, TLR7 ve TLR8’i ve çift sarmallı ve 5′-trifosfatla modifiye edilmiş RNA’yı tanıyan sitozolik reseptörler RIG-I ve MDA-5’i içerir.

Bir bağışıklık tepkisinin uyarılması teorik olarak bir aşı için pozitif bir özellik olsa da, kontrolsüz bağışıklık aktivasyonu alerjik reaksiyonlara ve anafilaktik şoka yol açabilir. Ayrıca moleküler düzeyde, immün sinyalin aşırı uyarılması, antijen ifadesini ve aşı etkinliğini sınırlama potansiyeline sahip olup, bunun protein translasyonunu susturduğu bilinmektedir. Kariko (şu anda Pfizer/BioNTech aşı timindeki sorumlu araştırmacı) ve çalışma arkadaşları psödoüridin, tiouridin ve 5-metilsitidin gibi insan RNA’sında doğal olarak bulunan birçok modifikasyonun bağışıklık sisteminin uyarıcı potansiyelini azalttığını gösterdiler. Bu aynı nükleobaz modifikasyonları, sentetik mRNA’lardan protein üretimini artırabilir ve indüklenmiş pluripotent kök hücrelerin üretimi de dahil olmak üzere birçok uygulamada uygulanabilir. Bu kavramın daha da geliştirilmesi, mRNA’da bulunan m1Ψ’ye yol açtı ve bu modifikasyonun TLR3 aktivasyonunu azaltırken protein çıkışını arttırdığı bulundu. m1Ψ ve ilgili modifikasyonların sentetik mRNA’nın immünojenisitesini (antijen gibi yabancı bir maddenin insan veya başka bir hayvanın vücudunda bir bağışıklık tepkisi oluşturma yeteneği) azaltma yeteneği en az üç mekanizmaya bağlanmıştır (Şekil 4):

Şekil 4. (a) mRNA ikincil yapıları tarafından doğuştan gelen bağışıklık tepkisinin aktivasyonu (b) Bir poliüridin (poli(U)) ligandı ile kompleks halinde tek iplikli RNA sensörü TLR7’nin yapısı (PDB ID: 5GMF). Üridinin m1Ψ ile değiştirilmesi, modifiye nükleobazın TLR7 bağlanması ve immün aktivasyonu ile sterik uyumsuzluğunu gösterir.

Antisens RNA’nın azaltılmış sentezi : Yüksek verimli koşullar altında, T7 RNA polimeraz bazen ürettiği RNA’nın “kendi kendi üstüne eşleşmesine” yol açar, bu da küçük miktarlarda dubleks (çift sarmal) antisens mRNA sentezine yol açar (Şekil 4). Kromatografi ile bu çift sarmallı RNA safsızlıklarını ortadan kaldırırsak, m1Ψ ile modifiye edilmiş ve edilmemiş RNA’lar arasında gözlemlenen immünojenisitedeki farklılıkları ortadan kaldırmaz, ancak bunu azaltır. Diğer çalışmalar ayrıca, baz modifiye NTP’lerin kullanılmasının, saflaştırmaya ihtiyaç duymadan enflamatuar olmayan mRNA’lar verdiğini bulmuştur. Bu durum, RNA sentezi için doğal olmayan NTP’nin kullanılmasının bu yan ürünü olumsuz etkileyebileceğini düşündürmektedir.

Antisens RNA. mRNA’ya komplementer (tamamlayıcı) olan ve böylece ona yapışarak (baz çifti oluşturarak) onun proteine ​​çevrilmesini (translasyon) engelleyen tek zincirli bir RNA

RNA ikincil yapısı ile etkileşimin değiştirilmesi: Antisens safsızlıklara ek olarak mRNA; TLR3 ve RIG-I gibi bağışıklık reseptörleri tarafından tanınabilen saç tokası gibi ikincil yapılar oluşturabilir (Şekil 4). Modifiye bazların dahil edilmesinin potansiyeli bu ikincil yapıları ve protein/çift sarmallı RNA etkileşimlerini değiştirerek bu tanıma olaylarını azaltmak potansiyeli vardır. İlgili C-glikozit psödoüridinde, izomerizasyon, nükleotidin yapısal dengesini bir C3′-endo riboz şekerine ve bazın anti yönelimine doğru kaydırır, bu da sarmallığı ve istiflenmeyi destekleyen bir konformasyondur. Bununla tutarlı olarak, bir yakın zamanda yapılan bir çalışmada, m1Ψ ve üridin içeren RNA’ların farklı ikincil yapılar oluşturduğuna dair kanıt bulmak için kimyasal problama (izleme) reaktifleri kullanılmıştır. Modifiye edilmiş nükleotitlerin, mRNA’ların bağışıklık sinyalini RIG-I yoluyla yayma yeteneğini azalttığı ve bu durumun da onların etkileme yeteneklerinin göstergesi olarak bulunmuştur.

Tek sarmallı RNA bağışıklık reseptörleri ile etkileşimin değiştirilmesi: Bağışıklık hücrelerinde, tek sarmallı poli(üridin) RNA, interferonun en güçlü indükleyicilerinden biridir ve TLR7 tarafından algılanır. m1Ψ’nin bağışıklık tanımayı değiştirip değiştirmediğini belirlemek için m1Ψ içeren RNA’ların enflamatuar gen ifadesini aktive etme kabiliyeti değerlendirildi. Çift sarmallı RNA algılamasının yokluğunda bile, m1Ψ RNA’ları, kanonik üridin içerenlerden daha az enflamatuardı. Bu, m1Ψ tarafından sunulan değiştirilmiş hidrojen bağlama yüzünün ve sterik “yumru”nun TLR7 gibi bağışıklık sensörlerinin tek sarmallı sentetik mRNA segmentleri ile etkileşimini bozduğunu göstermektedir (Şekil 4c).

Birçok çalışmada, bu mekanizmaların her birinin mRNA immünojenisitesine spesifik katkılarının açıkça tanımlanmadığını belirtmek önemlidir. Bu gibi durumlarda, bir mRNA modifikasyonu, etkinliğini antisens transkript sentezini, mRNA yapısını, bağışıklık tanımayı veya bunların bazı kombinasyonlarını değiştirerek uygulayabilir. Aşılar genellikle, ilgilenilen bir antijene yanıt vermek için bağışıklık sistemini hazırlayan maddeler olan adjuvanların birlikte uygulanmasını gerektirir. Tozinameran (Pfizer/BioNTech aşısı) ve mRNA-1273 durumunda, bu rolün, protein üretimini durdurmayan mekanizmalar yoluyla bağışıklık tepkisini tahmin edilebilir şekilde aktive etmek üzere uyarlanabilen lipid nanoparçacığı tarafından yerine getirildiği görülmektedir. Aşının nükleik asit bileşeni, mRNA dizisi bileşiminin aşı etkinliğini etkileme olasılığını azaltır.

İlginç bir şekilde, başka iki çalışma m1Ψ’nin doğal analoğu olan psödoüridinin in vivo mRNA immünojenisitesini ölçülebilir bir şekilde değiştirmediğini ve m1Ψ’nin faydalarının çoğunun basitçe üridin içeren kodonların sayısını mühendislik yapıp azaltarak elde edilebileceğini bildirdi. SARS-CoV-2 genomu tarafından kodlanan spike glikoproteine ​​nazaran tozinameran’da kullanılan kodonların karşılaştırmalı bir analizi, doğal üridinlerin orantısız bir şekilde tükenmesini halbuki modifiye m1Ψ’nin daha kalıcı olduğunu ortaya koydu (Şekil S1). COVID-19 aşısı bağlamında, dizi mühendisliğinin ve m1Ψ dahil edilmesinin yukarıda belirtilen immünojenik mekanizmalar üzerindeki nispi etkileri henüz rapor edilmemiştir.

N1-Metilpseudouridin mRNA Translasyonunu (proteine çeviri) Değiştirebilir

Bir mRNA ilacının nihai amacı, terapötik bir proteini ifade etmektir. Bu nedenle, m1Ψ ve diğer modifiye bazlar, ribozom yoluyla mRNA’nın proteine ​​çevrilmesini kolaylaştırma yetenekleri açısından araştırılmıştır. Bağışıklık aktivasyonu, ribozomu kapatarak ve mRNA’yı bozan ribonükleazları aktive ederek translasyonu sınırlayabileceğinden, bu çalışmalar doğal olarak yukarıdakilerle iç içedir. Bununla tutarlı olarak, m1Ψ içeren mRNA’nın yüksek düzeyde protein üretimi sağladığının bulunduğu ilk raporda, bu kısmen TLR3 aktivasyonunu köreltme (inhibe) yeteneğine atfedilmiştir. m1Ψ’nin dahil edilmesinin poliszomların (mRNA’ya art arda bağlanmış çok sayıda ribozom) büyüklüğünü ve bolluğunu arttırdığı gözlemlendi, bu da m1Ψ mRNA’larının daha hızlı translasyon başlatması ve daha yavaş uzamasının onların yarı ömürlerini arttırmanın yanı sıra ribozom ile üretken etkileşimleri indükler. Bu çalışmalar, m1Ψ’nin mRNA translasyonunu doğrudan etkileyebileceğine dair ilk kanıtı sağladı. 5′-UTR’lerde olduğu gibi, m1Ψ’nin yapıyı stabilize ettiği bulundu. Daha ileri çalışmalar, m1Ψ tarafından uygulanabilen kodlama dizisindeki ikincil yapının, kodon optimalliğinden bağımsız olarak mRNA fonksiyonel yarı ömrünü artırabileceği bir model için destek sağlamıştır.

Şekil 5. m1Ψ, çeviri üzerinde bağlama bağlı etkiler uygular. Sol: Sentetik mRNA’ların 5′-UTR’sinde ikincil yapının m1Ψ’ye bağlı olarak uygulanması, çevirinin başlamasını engelleyebilir. Sağda: Sentetik mRNA’ların kodlama dizilerinde ikincil yapının m1Ψ’ye bağlı olarak uygulanması, işlevsel yarı ömürlerini artırabilir. Not: m1Ψ, sentetik mRNA aşıları boyunca homojen bir şekilde dahil edilirken, bu çizimlerde, m1 only, mRNA yapısını etkileme potansiyelini vurgulamak için yalnızca duplekslerde belirtilmiştir.

Bu çalışmaların ortaya koyduğu önemli bir husus, m1Ψ’nin protein üretimi için her derde deva olmadığıdır. Çoğu mRNA dizisi için m1Ψ, üridinden daha iyi performans gösterirken, bazılarında daha kötü performans gösterdi. Bir çalışmada 5′-UTR bölgelerinde yapılandırılmış viral dahili ribozomal giriş bölgeleri içeren mRNA’lardan gelen protein çıkışı ile uyumsuz olduğu bulunan psödoüridin için de benzer gözlemler yapılmıştır. Birçok farklı m1Ψ içeren mRNA’nın verimli translasyonu bu modifikasyonun neden olduğu ikincil yapıların bağışıklık sensörlerini etkinleştirmediğini göstermektedir. Bu durum, poli(I:C) gibi klasik TLR3 agonistlerinde bulunan kararlı çift sarmallara göre küçük boyutlarını veya daha büyük dinamiklerini veya m1Ψ’nin immün aktivasyondan sorumlu protein-mRNA etkileşimlerini engelleme konusundaki içsel kabiliyetini yansıtabilir.

Sonuç

COVID-19 pandemisinin şoku, biyomedikal araştırma camiasını benzeri görülmemiş bir ölçekte harekete geçirdi ve insanlık tarihindeki en hızlı aşı üretim sürecini mümkün kıldı. Modifiye edilmiş nükleobaz, istenmeyen bağışıklık uyarımlarını sınırlayarak mRNA aşılarının bağışıklık sisteminden gizlenmesine yardımcı olur ve belirli durumlarda hücrenin protein üreten mekanizması tarafından antijenlerin sentezini de artırabilir. Bu durum, bu aşıların, anafilaksi gibi zararlı yan etkileri tetiklemeden, doğal mRNA translasyonu sürecine girmesine izin verir. Ortaya çıkan SARS-CoV-2 varyantlarına ilişkin mevcut endişeler ışığında, kişiselleştirilmiş kanser immünoterapisinde kullanılmak üzere sentetik mRNA’ların nasıl geliştirildiğini vurgulamakta fayda var. Bu yaklaşımda, klinisyenler bir tümörü çıkarır, tanımlamak için sıralar. Bu bilgiyi yüksek seviyelerde mutant peptitleri ifade eden özel mRNA’lar tasarlamak için kullanırlar ve bu da bağışıklık sisteminin seçici olarak tümör dokusuna saldırması için eğitilmesine yardımcı olur. Başka bir deyişle, sentetik mRNA platformları, yeni keşfedilen mutasyonları hızla ele alıyor. Bu durum, bu ilaçların ortaya çıkan viral suşlarla mücadele etmek için yeniden tasarlama potansiyeline işaret ediyor ve bu pandeminin beklenmedik bir mirasının kanser tedavisinde sentetik mRNA’ların kullanımını hızlandırmak olabileceğini düşündürüyor. Son olarak, m1Ψ incelememiz, kimyasal inovasyonun terapötik mRNA’ların erişimini genişletmeye yardımcı olabileceği gelecekteki alanları vurgulamaktadır. Birincisi, mRNA aşılarının modüler doğası dikkate değer bir coşkuya yol açmış olsa da, etkinliklerine katkıda bulunan elementlerin (başlıklar, kodlama dizileri, kodonlar, UTR’ler ve modifikasyonlar dahil) kombinatoryal alanı ölçek olarak büyüktür. Yüksek çıktılı yaklaşımlar, bu alanı tanımlamaya ve optimize edilmiş ajanlar geliştirmeye yardımcı olmak için kritik olacaktır. Yeni mRNA terapilerinin üretimine, genişletilmiş nükleobaz toleransı veya azaltılmış antisens transkript üretimi gibi gelişmiş sentetik özelliklere sahip RNA polimerazların evrimi de yardımcı olabilir.

Kaynak

Modifications in an Emergency: The Role of N1-Methylpseudouridine in COVID-19 VaccinesModifications in an Emergency: The Role of N1-Methylpseudouridine in COVID-19 Vaccines

Şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2, Wuhan-Hu-1’i izolatının komple (tam) genomu)

Reverse Engineering the source code of the BioNTech/Pfizer SARS-CoV-2 Vaccine

Şiddetli akut solunum sendromu koronavirüs 2 Spike Protein CDS1:

  • Pfizer/BioNTech Aşısı (A Phase 1/2/3 Study to Evaluate the Safety, Tolerability, Immunogenicity, and Efficacy of RNA Vaccine Candidates Against COVID-19 in Healthy Individuals)


Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Çıkış  Yap /  Değiştir )

Connecting to %s