Stabilizacja cząsteczki mRNA i leki biologiczne

17 04 2025

Naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego opisali nowy mechanizm zwiększający skuteczność terapii mRNA. Przeprowadzone badania stały się inspiracją do utworzenia nowego kierunku studiów na Wydziale Medycznym UW: „Leki biologiczne”. Wyniki badań zostały opublikowane w prestiżowym piśmie „Nature”.

Zespół badaczy z Uniwersytetu Warszawskiego, we współpracy m.in. z naukowcami z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie, jako pierwszy na świecie opisał kluczową rolę enzymu TENT5A w wydłużaniu ogona poli(A) cząsteczek terapeutycznego mRNA.

Badania pozwoliły również zrozumieć, jaki rodzaj komórek odgrywa najważniejszą rolę  w działaniu szczepionek mRNA.

Naukowcy udowodnili, że makrofagi są odpowiedzialne za wychwytywanie i neutralizowanie „intruzów”. Po podaniu szczepionki, podążają one do miejsca wkłucia, pobierają mRNA przenoszone w specjalnych molekułach lipidowych i następnie produkują zapisany w nich antygen.

– Szczepionki mRNA odegrały kluczową rolę w opanowaniu pandemii. Jednak samo mRNA to cząsteczka wyjątkowo niestabilna. Nie wpływa to na bezpieczeństwo terapii, jednak ogranicza jej skuteczność: np. skraca czas działania. Szczególnie istotną rolę w stabilności mRNA odgrywa jego tzw. ogon poli(A). W naszych badaniach przyjrzeliśmy się tym ograniczeniom – mówi prof. Andrzej Dziembowski z Zakładu Embriologii Uniwersytetu Warszawskiego, jeden  z głównych autorów badania.

– Stabilizacja cząsteczki mRNA przez enzym TENT5A jest mechanizmem dotychczas mało znanym, a jednocześnie uniwersalnym. Posiada on ogromny potencjał dla medycyny, ponieważ obecnie prowadzi się bardzo dużo badań nad różnorodnymi zastosowaniami mRNA jako leków – tłumaczy naukowiec.

– mRNA zawarte w szczepionkach działa tak samo jak naturalne mRNA znajdujące się w naszych komórkach. Po podaniu szczepionki domięśniowo, mRNA ze szczepionki trafia do komórek odpornościowych, które produkują białko S. Nasz organizm uczy się je rozpoznawać. Dzięki temu, jeśli później zetkniemy się z prawdziwym wirusem, organizm będzie gotowy, by zareagować i powstrzymać rozwój choroby – wyjaśnia prof. Seweryn Mroczek z Instytutu Genetyki i Biotechnologii Uniwersytetu Warszawskiego.

W swoich pracach naukowcy wykorzystali nowoczesną technologię, tzw. sekwencjonowanie nanoporowe, które pozwoliło na bezpośredni odczyt sekwencji cząsteczek mRNA szczepionek, w tym ogonów poli(A).

– W dalszych badaniach w ramach Wirtualnego Instytutu Badawczego finansowanego z Funduszu Polskiej Nauki zamierzamy wykorzystać nasze odkrycia do stworzenia lepszych leków mRNA – podkreśla prof. Dziembowski.

Nowy kierunek studiów

Przełomowe wyniki badań stały się również inspiracją do stworzenia innowacyjnego programu kształcenia we współpracy z Międzynarodowym Instytutem Biologii Molekularnej i Komórkowej. Od roku akademickiego 2025/2026 na Wydziale Medycznym UW zostanie uruchomiony nowy kierunek studiów magisterskich – „Leki biologiczne” (Biological Therapeutics). Kierunek pozwoli kształcić przyszłe kadry specjalistów w dziedzinie biotechnologii, leków biologicznych i terapii opartych na mRNA. Zajęcia będą prowadzone w języku angielskim.

Szczegóły publikacji: P.S. Krawczyk, M. Mazur, W. Orzeł et al., Re-adenylation by TENT5A enhances efficacy of SARS-CoV-2 mRNA vaccines, „Nature”: https://doi.org/10.1038/s41586-025-08842-1

 

Współautorzy artykułu z Uniwersytetu Warszawskiego według kolejności podanej w opisie bibliograficznym:

• Wiktoria Orzeł, Wydział Biologii;
• dr Sebastian Jeleń, Wydział Biologii;
• Wiktor Antczak, Wydział Biologii;
• dr Aleksandra Brouze, Wydział Biologii;
• dr Katarzyna Matylla-Kulińska, Wydział Biologii;
• Tomasz Śpiewla, Wydział Fizyki;
• dr hab. Joanna Kowalska, Wydział Fizyki;
• prof. Jacek Jemielity, Centrum Nowych Technologii;
• prof. Andrzej Dziembowski, Wydział Biologii;
• prof. Seweryn Mroczek, Wydział Biologii.

Badania, które zaowocowały publikacją w „Nature”, zostały zrealizowane z wykorzystaniem infrastruktury badawczej IN-MOL-CELL Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej, zakupionej dzięki środkom z Krajowego Planu Odbudowy.

Źródło zdjęć: Międzynarodowy Instytut Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie