• A miRNS kétélű karddal játszott harca az mRNS terápiás alkalmazásban

Berekméri László
Péter Márk-Dániel

Bolyai Farkas Elméleti Líceum, Marosvásárhely

Konzulensek:
József Éva
Dr. Kovács Árpád Ferenc, PhD

A miRNS kétélű karddal játszott harca az mRNS terápiás alkalmazásban

A miRNS-ek olyan, általában 22 nukleotidból álló oligonukleotidok, amelyek az mRNS-ekhez kapcsolódva képesek a cél mRNS-ek transzlációjának elcsendesítésére. Bizonyos miRNS-ek kifejeződési szintje viszonylag alacsony, de ettől függetlenül számos mRNS-sel léphetnek kölcsönhatásba. Ugyanakkor léteznek olyan miRNS-ek is, amelyek nagyon magas szinten fejeződnek ki, és csak néhány mRNS-sel képesek kölcsönhatásba lépni. A pályázók hipotézise értelmében a humán miRNS-ek virális mRNS szekvenciákhoz is kötődhetnek, amelyek a terápiás célú, exogén úton bevitt mRNS-ek transzlációjára szignifikánsan hathatnak.
A kutatás célkitűzése a harántcsíkolt izomsejtekbe mesterségesen bevitt mRNS transzlációját befolyásoló miRNS mintázat, in silico hatásának vizsgálata.
Az eredmény érdekében meghatározták a harántcsíkolt izomsejtekben kifejeződő miRNS mintázatot, ebből négy, SARS-CoV-2 S mRNS-t megkötő miRNS expressziós szintjét vizsgálták élettani és kóros állapotokban. Az in silico vizsgálatok alapján, elmondható az, hogy a miRNS-ek kifejeződése a harántcsíkolt izomsejtekben kóros tényezők hatására változhat. Élettani körülmények között a SARS-CoV-2 S fehérjéjét kódoló mRNS-hez kötődő miRNS-ek közül, legnagyobb expressziós átlaggal a hsa-miR-196a-5p rendelkezik. A további három humán miRNS (hsa-miR-4661-3p, hsa-miR-338-3p, hsa-miR-125a-3p) jelentősen kisebb kifejeződéssel bír a harántcsíkolt izomsejtekre nézve. A legnagyobb expressziós változást leginkább a hsa-miR-196-5p miRNS mutatja.
László és Márk az in silico eredmények validálására egy potenciális in vitro kísérletes tervezetet is összeállított. A harántcsíkolt izomsejtekben az mRNS-miRNS interakció vizsgálata humán harántcsíkolt izomsejtvonal (HSkMC, Human Skeletal Muscle Cells: HSkMC, adult) segítségével vagy primer harántcsíkolt sejttörzs alkalmazásával (amerikai sejtbank ATCC, PCS-950-010) történhet. Az izomsejteket különböző arányú terápiás mRNS molekulával, illetve az általunk in silico vizsgált négy miRNS-sel, megfelelő inkubációs időtartamot követően vizsgálható a bevitt mRNS transzlációs hatékonysága. A vizsgálat áramlási citométerrel (egy-sejt szintű felbontás), western blottal végezhető. Amennyiben a miRNS hatása in vitro is szignifikánsnak bizonyul, további kísérletekkel a miRNS-ek specificitása antagomiR-ek segítségével igazolható.
A harántcsíkolt izomsejtekben kifejeződő miRNS-ek gátolhatják a vírusok mRNS-einek transzlációját, segítve eliminációjukat, ami hasznos a gazdaszervezetre nézve, de ugyanakkor gátolhatják az exogén úton bejuttatott mRNS alapú vakcinák hatékonyságát is. Ezzel támasztják alá az általuk címként választott kijelentést, hogy a miRNS-ek akár kétélű kardként működhetnek a vírusellenes terápiákban. A virális mRNS-t megkötő miRNS mintázat jelentősen megváltozik rosszindulatú betegségekben, illetve néhány öröklődő betegségben is.