Eine chemische Modifizierung der RNA könnte mRNA-Impfstoffe wirksamer machen.

Forscher der Johns Hopkins Medicine haben eine natürliche Modifikation der RNA identifiziert, die die Produktion therapeutischer Proteine ​​in Zellen steigern könnte und damit einen Weg für Behandlungen gegen Krebs, Infektionskrankheiten und Autoimmunerkrankungen eröffnet.

Letztendlich könnte alles auf einem chemischen Austausch beruhen. Während die derzeitigen mRNA-Impfstoffe, darunter auch jene gegen Covid-19, auf einer Modifikation namens N1-Methylpseudouridin (m1Ψ) basieren, schlagen Wissenschaftler der Johns Hopkins University vor, diese durch eine andere natürliche RNA-Modifikation zu ersetzen: N4-Acetylcytidin oder ac4C. Ihre in der Fachzeitschrift Nature veröffentlichte Arbeit zeigt, dass diese Veränderung die Proteinmenge, die Zellen aus derselben mRNA-Dosis produzieren, deutlich erhöhen könnte.

Das Team führte seine Experimente an im Labor gezüchteten menschlichen dendritischen Zellen und an Leberzellen von Mäusen durch. Das Ergebnis ist eindeutig: Ribosomen, die zellulären Maschinen, die genetische Anweisungen lesen, um Proteine ​​zusammenzusetzen, bewegen sich entlang von mRNA-Strängen, die durch ac4C modifiziert wurden, fast doppelt so schnell wie entlang solcher, die durch m1Ψ modifiziert wurden.

„Unsere Bildgebungsverfahren haben gezeigt, dass sich Ribosomen auf ac4C-modifizierter mRNA fast doppelt so schnell bewegen und so die bei der branchenüblichen mRNA-Plattform beobachteten Ribosomenengpässe vermeiden“, erklärt Bin Wu, außerordentlicher Professor für Biophysik und biophysikalische Chemie an der Johns Hopkins School of Medicine. Dieses molekulare Engpassphänomen würde daher die Wirksamkeit aktueller Therapien einschränken.

Die praktischen Auswirkungen sind potenziell bedeutend. Wenn Zellen aus der gleichen Menge mRNA mehr Protein produzieren, könnten die für eine therapeutische Wirkung benötigten Dosen reduziert werden. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass ac4C Zellen dazu anregt, mehr therapeutische Proteine ​​zur Krankheitsbekämpfung zu produzieren als die derzeit in der Industrie eingesetzte mRNA-Plattform. Dies könnte letztendlich zu wirksameren Medikamenten mit geringeren Dosierungen führen“, betont Wu.

Mehr als 170 RNA-Modifikationen sind bekannt, doch nur ein Bruchteil davon wurde bisher therapeutisch erforscht. Ac4C, das die mRNA-Translation steigern und die Proteinproduktion beschleunigen soll, befindet sich noch im experimentellen Stadium. Seine Fähigkeit, diese Effekte sicher in lebenden Organismen hervorzurufen, muss nachgewiesen werden, bevor eine klinische Anwendung in Betracht gezogen werden kann.