Nueva plataforma analítica cuantifica la estructura de medicamentos basados ​​en ARNm

Investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio y RIKEN CSRS han desarrollado una nueva plataforma analítica basada en cromatografía líquida, espectrometría de masas y análisis de software que cuantifica la estructura de los medicamentos basados ​​en ARN mensajero (ARNm). Pueden dilucidar secuencias de ARNm mientras cuantifican el “tapado” en un extremo de la molécula y la integridad de la cola en el otro, todo vital en los productos farmacéuticos de ARNm. El método es una innovación crucial para el control de calidad en las líneas de producción.

El ARN mensajero (ARNm) es una molécula vital responsable de transmitir la información de la secuencia almacenada en nuestro ADN a los ribosomas, la maquinaria de producción de proteínas de nuestras células. Sin embargo, el ARNm no necesariamente tiene que provenir de nuestro ADN; mediante el diseño artificial de moléculas de ARNm, podemos utilizarlo como un fármaco que permite a nuestras células producir estructuras proteicas específicas, como antígenos que pueden desencadenar una respuesta inmunitaria y actuar como una vacuna. Los medicamentos de ARNm irrumpieron en la conciencia pública como el componente principal de las vacunas COVID-19 más efectivas. Tienen muchas ventajas sobre las tecnologías de la competencia: se consideran mucho más seguras, ya que no se integran en el genoma de la célula huésped; son relativamente fáciles de fabricar y escalar. Ahora, se dice que la tecnología es prometedora para el tratamiento de una amplia gama de otras enfermedades, incluido el cáncer y las enfermedades metabólicas.

Pero con el amplio despliegue de esta nueva tecnología, ahora se necesitan métodos para realizar el control de calidad de una manera más eficaz y eficiente. Los medicamentos de ARNm tienen tres componentes clave: la secuencia, que determina qué proteínas se sintetizan; el 5′-capping, que asegura que el ARNm se lea eficientemente durante la traducción de proteínas; la cola de poli(A), que amortigua la respuesta inmunitaria contra el propio ARNm extraño. Los tres deben estar en buen estado de funcionamiento para que el tratamiento sea efectivo. Sin embargo, actualmente no existe ningún método que pueda cuantificar el estado de los tres de una sola vez.

Ahora, un equipo dirigido por los doctores Masato Taoka de la Universidad Metropolitana de Tokio e Hiroshi Nakayama de RIKEN CSRS ha desarrollado una plataforma analítica que combina cromatografía líquida, espectrometría de masas y análisis de software automatizado para monitorear cuantitativamente las propiedades de las moléculas de ARNm. La plataforma del equipo combina dos innovaciones importantes. En primer lugar, empleando cromatografía líquida y espectrometría de masas, realizan una comparación sistemática de diferentes fragmentos de una molécula de ARNm para analizarlos con un ARNm de referencia fragmentado de manera similar y marcado con un isótopo de carbono estable. En segundo lugar, el análisis automatizado con el software Ariadne ayuda a determinar las estructuras con la ayuda de una base de datos de secuencias. El equipo descubrió que su plataforma de análisis podía asignar con éxito la estructura primaria de la referencia, luego identificar rápidamente incluso los cambios más pequeños en la molécula de ARNm que se estaba probando, al mismo tiempo que proporcionaba información cuantitativa sobre el grupo de tapa y cola.

El método es aplicable a una amplia gama de longitudes y secuencias de ARNm de orígenes completamente diferentes, lo que permite analizar las tres partes de una sola vez. Promete una eficiencia sin precedentes en la verificación de la calidad de los medicamentos de ARNm, tanto los que están en acción ahora como los que aún no se han desarrollado.