Nuovi approcci terapeutici per importanti patologie : siRNA-short interfering RNA

Dalla scoperta del DNA, la molecola che ospita il codice genetico responsabile della vita, la ricerca ha fatto notevoli progressi. Il dogma centrale descriveva come il DNA consenta una moltitudine di processi cellulari dando origine a molecole di mRNA, che successivamente vengono tradotte in sequenze di amminoacidi di proteine associate alla presentazione dei fenotipi .Il lavoro successivo ha dato il via allo studio delle alterazioni genetiche e all’osservazione dei fenotipi risultanti e del loro ruolo in diverse malattie. Sono state sviluppate diverse modalità terapeutiche basate sugli acidi nucleici inclusi microRNA, siRNA per gestire e curare le malattie. Queste modalità terapeutiche, come ad es.l’ editing genetico (CRISPR) hanno mostrato potenti promesse come agenti terapeutici.

Grazie al silenziamento genico specifico e convincente, si prevede che l’interferenza dell’RNA (RNAi) diventi un approccio essenziale nel trattamento di una varietà di condizioni infettive, emato-oncologiche, cardiovascolari e neurodegenerative. Il meccanismo d’azione dei piccoli RNA interferenti (siRNA) si basa sul silenziamento genico post-trascrizionale. Le molecole di siRNA sono generalmente specifiche ed efficienti nell’inibizione dei geni correlati alla malattia. i siRNA richiedono un trasportatore per la loro protezione e un trasferimento efficiente nelle cellule bersaglio.
Il knockdown (silenziamento genico) è una tecnica sperimentale attraverso la quale l’espressione di uno o più geni di un organismo viene ridotta, questo va nella direzione di una rivoluzione in questo approccio. Un RNA complementare a una sequenza di mRNA porta all’inibizione dell’espressione genica e; di conseguenza, una diminuzione dell’accumulo della proteina risultante . Mezzi di knockdown genetico, come acidi nucleici a filamento singolo sintetizzati chiamati oligonucleotidi antisenso (ASO), sono stati utilizzati per indurre il silenziamento genetico-. l’introduzione deliberata di un RNA a doppio filamento (dsRNA) provoca una degradazione rapida e specifica dell’mRNA bersaglio, dando origine al termine “interferenza dell’RNA”. Questo knockdown è  mediato da un piccolo RNA interferente (siRNA), il prodotto di scissione del dsRNA . La conoscenza del siRNA ha facilitato la comprensione delle funzioni e delle interazioni di migliaia di geni precedentemente sconosciuti .

L’interferenza dell’RNA è un processo naturale attraverso il quale l’RNA messagero-mRNA bersaglio viene degradato, con conseguente silenziamento dell’espressione genetica Nel 2006, Fire e Mello hanno vinto il Premio Nobel per aver coniato il termine “interferenza dell’RNA” e per aver scoperto i meccanismi genetici con cui si verifica.
Attualmente numerosi studi clinici sui siRNA sono mirati a una varietà di disturbi
L’enorme potenziale dell’interferenza dell’RNA come agente terapeutico ha portato gli scienziati a intraprendere una missione per modificare il siRNA e facilitare i suoi effetti di silenziamento genico al fine di sfruttare al meglio questo fenomeno.

Il siRNA ha presentato un mezzo attraverso il quale gli scienziati possono silenziare deliberatamente i geni che codificano per le proteine che causano la malattia. il siRNA deve affrontare numerose limitazioni in vivo , come la sua eliminazione, la distruzione immunitaria, l’instabilità, la tossicità. Per cui il siRNA deve prima essere modificato per resistere all’ambiente biologico interno al fine di massimizzarne la stabilità e l’efficacia. Per ottimizzare la funzione dei siRNA, è stato sviluppato l’incapsulamento in nano-carrier come i liposomi, che sono in grado di proteggerli in vivo . tutto questo per consentire al siRNA di raggiungere il suo bersaglio e silenziare efficacemente il gene di interesse. Si stanno studiando molti agenti terapeutici che utilizzano siRNA.

Il siRNA interferendo solo con molecole di acido nucleico già trascritte e non coinvolgendo il DNA(e non direttamente con il DNA), presenta un interessante sviluppo nel campo della terapia genica.
la RNAi viene utilizzata per silenziare selettivamente l’espressione genica di qualsiasi gene, permettendo di identificare il ruolo di un determinato gene attraverso il suo spegnimento. Somministrando dall’esterno siRNA che si associ a RISC, è possibile degradare specifici mRNA.

La RNA interference (dall’inglese interferenza dell’RNA, abbreviata comunemente come RNAi) è un meccanismo mediante il quale alcuni frammenti di RNA sono in grado di interferire (e spegnere) l’espressione genica. La RNAi si distingue da altri fenomeni di silenziamento genetico, sembra essere in grado di diffondere da cellula a cellula e di essere ereditabile.
La RNAi è un processo specifico e potente portato avanti dalla cellula. Sebbene non tutti i dettagli del processo stesso siano ancora chiari, sembra che il cosiddetto macchinario dell’RNAi, una volta individuata una molecola di RNA a doppio filamento (dsRNA), sia in grado di avviare il meccanismo della RNAi.

1. Attraverso un enzima,chiamato Dicer, la sequenza di dsRNA è tagliata in frammenti di lunghezza minore (19-21 paia di basi).
2. Il breve frammento di dsRNA (chiamato short interfering RNA, o siRNA) si associa ad un complesso enzimatico denominato RISC- RNA nduced silencing complex, complesso silenziatore indotto dal Rna).
3. L’RNA a doppio filamento viene aperto, probabilmente da una elicasi: solo il filamento di RNA antisenso rimane associato a RISC, mentre il filamento senso viene degradato.
4. La RISC diviene attiva ed è in grado di scansionare molti mRNA presenti nel citosol (fluido intracellulare che si trova all’interno delle cellule )fino a trovarne uno complementare al frammento di RNA antisenso associato al complesso stesso.
5. Se l’appaiamento tra siRNA e mRNA è perfetto (o quasi perfetto), una componente della RISC (detta argonaute protein o Argo) è in grado di operare un taglio sull’mRNA. I due frammenti di mRNA risultanti, privo di cappuccio al 5′ uno e di coda di poliA al 3′ l’altro, vengono così rapidamente degradati dalle RNAsi della cellula stessa. Se l’appaiamento, invece, non è perfetto, si pensa che la RISC sia comunque in grado di inibire la traduzione del gene. Sebbene il meccanismo di questo secondo evento non sia chiaro, sembra che possa essere molto diffuso negli animali.

Il silenziamento genico mediante siRNA (short interfering RNA) è un campo in via di sviluppo in biologia e si è evoluto come una nuova strategia di silenziamento genico post-trascrizionale con potenziale terapeutico. Con i siRNA, praticamente ogni gene del genoma umano che contribuisce a una malattia diventa suscettibile di regolazione, aprendo così opportunità senza precedenti per la scoperta di farmaci. Oltre al ruolo ben consolidato dei siRNA come strumento per lo screening e la validazione degli obiettivi in vitro, i recenti progressi nella somministrazione di siRNA in vivo hanno aumentato le aspettative sui farmaci a base di siRNA . l’RNAi (interferenza dell’RNA) è diventato inequivocabilmente uno strumento prezioso per la ricerca di base in biologia e quindi continuerà ad avere un grande impatto sulla scienza medica come opzione terapeutica per il trattamento delle patologie umane particolarmente difficili da curare.

Da European Journal of pharmacology Vol 905  15 agosto 2021