En una era en la que los brotes virales pueden convertirse en pandemias globales a una velocidad alarmante, la capacidad de desarrollar rápidamente nuevas vacunas se ha vuelto fundamental. Sin embargo, la velocidad de producción de la vacuna es limitada porque el ARNm utilizado se sintetiza en parte químicamente y en parte mediante enzimas, un proceso relativamente lento.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Nagoya en Japón ha desarrollado con éxito una tecnología de síntesis avanzada capaz de producir ARNm de alta pureza, totalmente sintetizado químicamente, que puede eliminarse mediante reacciones enzimáticas lentas. Estos avances sientan las bases para una respuesta rápida a los brotes virales y las enfermedades emergentes, que, con suerte, conducirán a menos infecciones futuras en una etapa más temprana. Sus hallazgos fueron publicados en la revista Nucleic Acid Research.
Dado su papel fundamental en la lucha contra la pandemia de COVID-19, el ARNm ahora es ampliamente reconocido por su capacidad para ayudar a prevenir enfermedades infecciosas. Los expertos creen que en el futuro la tecnología de ARNm se utilizará para tratar trastornos genéticos y enfermedades emergentes. Sin embargo, producir ARNm es difícil debido a preocupaciones sobre la pureza y la velocidad de producción.
Estos problemas pueden resolverse por completo utilizando ARNm sintetizado químicamente. Según Masahito Inagaki: “Una de las ventajas más importantes del ARNm totalmente sintetizado químicamente es su capacidad para evitar las complejas y lentas reacciones enzimáticas que normalmente se requieren en la producción de ARNm”.
También brinda beneficios a las personas que tienen una fuerte respuesta inmune a la vacuna. El ARNm derivado del ARN 5′-monofosforilado es propenso a la contaminación por fragmentos de ARN incompletos, lo que provoca una fuerte respuesta inmunitaria. Esta respuesta inmune aumenta el riesgo de efectos secundarios, especialmente inflamación. Sin embargo, las tecnologías de purificación actuales han tenido dificultades para eliminar estas impurezas, lo que limita su potencial.
Para abordar estas cuestiones, el profesor Hiroshi Abe, la estudiante de doctorado Mami Ototake y el profesor asistente Anagaki idearon un nuevo reactivo de fosforilación con un grupo nitrobencilo que sirve como etiqueta de purificación hidrofóbica.
Anagaki explicó: “Los grupos nitrobencilo tienen una alta hidrofobicidad; por lo tanto, cuando se inserta un grupo nitrobencilo en una molécula de ARN, el ARNm se vuelve más hidrófobo. Debido a que el ARN crudo carece de grupos nitrobencilo, se puede separar fácilmente del ARN objetivo que contiene grupos nitrobencilo. La cromatografía líquida de alta resolución produce ARN puro, que normalmente se asocia con métodos de síntesis basados en la transcripción “.
Además de sintetizar completamente químicamente el ARNm, el equipo también produjo ARNm circular puro utilizando el mismo método. Los ARNm circulares son únicos porque carecen de una estructura terminal, lo que los hace resistentes a la degradación por las enzimas reductoras de ácidos nucleicos del cuerpo, lo que da como resultado un efecto farmacológico duradero.
Los avances en la producción de ARNm tienen implicaciones importantes para el futuro de la terapia médica. “Esta innovación allana el camino para una producción altamente eficiente de ARNm y ARNm circular totalmente sintetizados químicamente, lo que tiene el potencial de revolucionar el descubrimiento de fármacos de ARN y ampliar el alcance de las terapias basadas en ARNm”, afirmó Abe.
El desarrollo rápido y puro de vacunas debería mejorar nuestros tiempos de respuesta a futuras amenazas infecciosas. En el futuro, el equipo espera utilizar estos hallazgos para desarrollar nuevas vacunas de ARNm para antígenos del cáncer y enfermedades genéticas.
