В эпоху, когда вирусные вспышки могут перерастать в глобальные пандемии с угрожающей скоростью, способность быстро разрабатывать новые вакцины приобретает решающее значение. Однако скорость производства вакцин ограничена, поскольку используемая в ней мРНК частично синтезируется химически, а частично синтезируется с использованием ферментов, что является относительно медленным процессом.

Команда исследователей из Университета Нагои в Японии успешно разработала инновационную технологию синтеза, позволяющую производить полностью химически синтезированную мРНК высокой чистоты, исключая более медленные ферментативные реакции.

Это достижение создает основу для более быстрого реагирования на вирусные вспышки и возникающие заболевания, что, как мы надеемся, приведет к снижению будущих инфекций на предварительном этапе. Их результаты были опубликованы в журнале Исследования нуклеиновых кислот.

Учитывая ее значительную роль в борьбе с пандемией COVID-19, мРНК в настоящее время широко признана за ее потенциал в предотвращении инфекционных заболеваний. Эксперты ожидают, что в будущем технология мРНК будет использоваться для лечения генетических нарушений и новых заболеваний. Однако производство мРНК остается сложной задачей из-за опасений по поводу чистоты и скорости производства.

Эти проблемы можно решить, используя полностью химически синтезированную мРНК. По словам Масахито Инагаки, «одним из наиболее значительных преимуществ полностью химически синтезированной мРНК является ее способность обходить сложные и трудоемкие ферментативные реакции, обычно необходимые для производства мРНК. Метод, основанный исключительно на химических реакциях, значительно сократит производство». процесс.»

Это также дает преимущества людям с сильным иммунным ответом на вакцины. мРНК, полученная из 5′-монофосфорилированной РНК, подвержена загрязнению неполными фрагментами РНК, вызывая сильную иммунную реакцию. Этот иммунный ответ увеличивает риск побочных эффектов, особенно воспаления. Однако существующие технологии очистки с трудом удаляют эти примеси, что ограничивает их потенциал.

Чтобы решить эти проблемы, профессор Хироши Абэ, докторант Мами Ототаке и доцент Инагаки разработали новый реагент фосфорилирования с нитробензильной группой, которая служит меткой гидрофобной очистки.

Инагаки объяснил: «Нитробензильные группы обладают высокой гидрофобностью; поэтому, когда нитробензильная группа вводится в молекулу РНК, мРНК становится более гидрофобной. Поскольку в нечистой РНК отсутствуют нитробензильные группы, ее можно легко отделить от целевой РНК, содержащей нитробензильные группы, используя обратную связь. -фазовая высокоэффективная жидкостная хроматография.

«Этот подход дает чистую РНК, свободную от несоответствий длины и примесей, обычно связанных с методами синтеза на основе транскрипции».

Помимо полного химического синтеза мРНК, команда также создала чистую кольцевую мРНК, используя тот же метод. Кольцевые мРНК уникальны, поскольку у них отсутствуют терминальные структуры, что делает их устойчивыми к деградации ферментами, разрушающими нуклеиновые кислоты в организме, что приводит к более длительному лечебному эффекту.

Прорыв в производстве мРНК имеет серьезные последствия для будущего медицинских методов лечения. «Эта инновация открывает путь к высокоэффективному производству полностью химически синтезированной мРНК и кольцевой мРНК, которые потенциально могут совершить революцию в открытии лекарств на основе РНК и расширить сферу лечения на основе мРНК», — сказал Абэ.

Более быстрое и более чистое производство вакцин должно улучшить время реагирования на будущие инфекционные угрозы. В будущем команда надеется использовать эти результаты для разработки новых мРНК-вакцин против раковых антигенов и генетических заболеваний.