Các nhà nghiên cứu đã phát triển một enzyme DNA - hay DNAzyme - có thể phân biệt giữa hai chuỗi RNA bên trong tế bào và cắt chuỗi liên quan đến bệnh trong khi vẫn giữ nguyên chuỗi khỏe mạnh. Công nghệ 'làm im lặng gen' mang tính đột phá này có thể cách mạng hóa sự phát triển của DNAzyme để điều trị ung thư, bệnh truyền nhiễm và rối loạn thần kinh.
DNAzyme là các enzym axit nucleic cắt các phân tử khác. Thông qua hóa học, nhóm của UCI đã phát triển enzyme Dz 46, enzyme nhắm mục tiêu cụ thể vào đột biến RNA đặc hiệu alen trong gen KRAS, yếu tố điều hòa chính của sự phát triển và phân chia tế bào, được tìm thấy trong 25% các loại ung thư ở người. Một mô tả về cách nhóm đạt được sự tiến hóa enzyme này gần đây đã được công bố trên tạp chí trực tuyến Nature Communications.
John Chaput, giáo sư khoa học dược phẩm của UCI, cho biết: “Việc tạo ra các DNAzyme có thể hoạt động hiệu quả trong điều kiện tự nhiên của hệ thống tế bào khó khăn hơn dự kiến. "Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng sự tiến hóa hóa học có thể mở đường cho sự phát triển của các liệu pháp mới cho nhiều loại bệnh."
Phương pháp làm im lặng gen đã có từ hơn 20 năm trước và một số loại thuốc được FDA chấp thuận kết hợp nhiều phiên bản công nghệ khác nhau, nhưng không loại thuốc nào có thể phân biệt được một đột biến điểm đơn lẻ trong chuỗi RNA. Lợi ích của enzyme Dz 46 là nó có thể xác định và cắt một đột biến gen cụ thể, mang đến cho bệnh nhân một phương pháp điều trị bằng thuốc chính xác, sáng tạo.
(adv)
DNAzyme giống với chữ cái Hy Lạp omega và hoạt động như một chất xúc tác bằng cách tăng tốc các phản ứng hóa học. Các "cánh tay" ở bên trái và bên phải liên kết với vùng đích của RNA. Vòng lặp này liên kết với magiê, gấp và cắt RNA tại một vị trí rất cụ thể. Nhưng việc tạo ra các DNAzyme với hoạt động quay vòng mạnh mẽ trong các điều kiện sinh lý đòi hỏi một chút khéo léo, bởi vì các DNAzyme thường phụ thuộc rất nhiều vào nồng độ magiê không được tìm thấy bên trong tế bào người.
Chaput cho biết: “Chúng tôi đã giải quyết vấn đề đó bằng cách tái thiết kế DNAzyme bằng cách sử dụng hóa học để giảm sự phụ thuộc của nó vào magiê và làm như vậy theo cách mà chúng tôi có thể duy trì hoạt động quay vòng xúc tác cao”. "Sản phẩm của chúng tôi là một trong những ví dụ đầu tiên, nếu không muốn nói là đầu tiên, đạt được điều đó. Các bước tiếp theo là phát triển Dz 46 đến mức sẵn sàng cho các thử nghiệm tiền lâm sàng."
Các thành viên trong nhóm Kim Thien Nguyen, nhà khoa học của dự án, và Turnee N. Malik, học giả sau tiến sĩ, cả hai đều từ Khoa Khoa học Dược phẩm, cũng tham gia vào nghiên cứu này.
Các nhà nghiên cứu và UCI đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế tạm thời về thành phần hóa học và ưu tiên phân cắt của Dz 46. Chaput là cố vấn cho công ty phát triển thuốc 1E Therapeutics, công ty đã hỗ trợ công việc này.
Nguồn Đại học California - Irvine
