Innovación en el monitoreo de ARN de fluorescencia – ScienceDaily

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Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia han logrado desarrollar un método para etiquetar moléculas de ARNm y luego seguir, en tiempo real, su camino a través de las células, utilizando un microscopio, sin afectar sus propiedades o actividades posteriores. El avance podría ser de gran importancia para facilitar el desarrollo de nuevos fármacos basados ​​en ARN.

Las terapias basadas en ARN ofrecen una variedad de nuevas oportunidades para prevenir, tratar y potencialmente curar enfermedades. Pero actualmente, la entrega de ARN terapéutico a la célula es ineficaz. Para que las nuevas terapias desarrollen su potencial, es necesario optimizar los métodos de administración. Ahora, un nuevo método, presentado recientemente en el muy apreciado Revista de la Sociedad Química Estadounidense, puede proporcionar una pieza importante del rompecabezas para superar estos desafíos y llevar el desarrollo a un gran paso adelante.

«Dado que nuestro método puede ayudar a resolver uno de los mayores problemas para el descubrimiento y desarrollo de fármacos, vemos que esta investigación puede facilitar un cambio de paradigma de los fármacos tradicionales a las terapias basadas en ARN», dice Marcus Wilhelmsson, profesor del Departamento de Química y Química. . Ingeniería de la Universidad Tecnológica de Chalmers y uno de los autores principales del artículo.

Hacer que el ARNm sea fluorescente sin afectar su actividad natural

La investigación detrás del método se llevó a cabo en colaboración con químicos y biólogos de Chalmers y la empresa biofarmacéutica AstraZeneca, a través de su centro de investigación conjunto, FoRmulaEx y un grupo de investigación del Instituto Pasteur de París.

El método implica la sustitución de uno de los elementos constituyentes del ARN por una variante fluorescente, que además de esta característica, mantiene las propiedades naturales de la base original. Las unidades fluorescentes se han desarrollado con la ayuda de una química especial, y los investigadores han demostrado que se pueden utilizar para producir ARN mensajero (ARNm), sin comprometer la capacidad del ARNm para traducirse en una proteína a un ritmo natural. Este es un gran avance que nunca antes se había logrado con éxito. La fluorescencia también permite a los investigadores seguir las moléculas de ARNm funcional en tiempo real, viendo cómo son absorbidas por las células con la ayuda de un microscopio.

Un desafío cuando se trabaja con ARNm es que las moléculas son muy grandes y están cargadas, pero al mismo tiempo son frágiles. No pueden ingresar directamente a las celdas y, por lo tanto, deben empaquetarse. El método más exitoso hasta la fecha utiliza gotitas muy pequeñas conocidas como nanopartículas lipídicas para encapsular el ARNm. Todavía existe una gran necesidad de desarrollar nanopartículas de lípidos nuevas y más eficientes, algo en lo que también están trabajando los investigadores de Chalmers. Para hacer esto, es necesario comprender cómo las células absorben el ARNm. La capacidad de monitorear, en tiempo real, cómo se distribuyen las nanopartículas lipídicas y el ARNm por toda la célula es, por lo tanto, una herramienta importante.

«La gran ventaja de este método es que ahora podemos ver fácilmente dónde entra el ARNm entregado en la célula y en qué células se forma la proteína, sin perder la capacidad de traducción natural de las proteínas de ARN», dice Elin. Esbjörner, profesora asociada en el Departamento de Biología y Biotecnología y el segundo autor principal del artículo.

Información crucial para optimizar el descubrimiento de fármacos

Los investigadores en esta área pueden utilizar el método para obtener un mayor conocimiento de cómo funciona el proceso de absorción, acelerando y simplificando así el proceso de descubrimiento de fármacos. El nuevo método proporciona un conocimiento más preciso y detallado que los métodos actuales para estudiar el ARN bajo el microscopio.

«Hasta ahora, no ha sido posible medir la velocidad natural y la eficiencia con la que actúa el ARN en la célula. Esto significa que se obtienen respuestas incorrectas a las preguntas que surgen al intentar desarrollar un nuevo fármaco. Por ejemplo, si Si desea obtener una respuesta a la velocidad a la que se lleva a cabo un proceso y su método le da una respuesta que es una quinta parte de la correcta, el descubrimiento de fármacos se vuelve difícil «, explica Marcus Wilhelmsson.

En forma de uso: directamente en el top 100 de IVA

Cuando los investigadores se dieron cuenta de la diferencia que podía hacer su método y lo importante que era el nuevo conocimiento para el campo, pusieron a disposición sus resultados lo más rápido posible. Recientemente, la Real Academia Sueca de Ciencias de la Ingeniería (IVA) incluyó el proyecto en su lista anual de 100 y también lo destacó como particularmente importante para aumentar la resistencia de la sociedad a las crisis. Para asegurar la comercialización exitosa del método, los investigadores han presentado una solicitud de patente y están planeando una empresa derivada, con el apoyo de la incubadora de empresas Chalmers Ventures y la Oficina de Innovación de Chalmers.

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