Kanser immünoterapisi ve enfeksiyon hastalıklarına karşı geliştirilen aşı stratejilerinde, sitotoksik T lenfositlerini (CD8⁺ T hücreleri, patojen veya tümör kaynaklı antijenleri tanıyarak hedef hücreleri yok eden bağışıklık hücreleri) hedef alan mesajcı RNA (mRNA) teknolojileri son yıllarda büyük önem kazanmıştır. In vitro transkripsiyon (ivt, DNA şablonundan RNA polimeraz enzimiyle RNA üretimi) yöntemiyle üretilen mRNA’lar, COVID-19 aşılarında olduğu gibi büyük ölçekte üretilebilmekte ve çok sayıda klinik çalışmada değerlendirilmektedir. Bu moleküllerin 5′ başlık (cap), 5′ ve 3′ çevrilmeyen bölgeler (UTR) ile 3′ poli(A) kuyruğu gibi yapısal unsurları, geleneksel mRNA yapısının tipik özellikleri olarak kabul edilmektedir. Bu unsurların üretim sürecine getirdiği çok basamaklı ve emek yoğun işlemler, özellikle her hastaya özgü mutasyonlara dayalı bireyselleştirilmiş kanser aşılarının hızlı ve ölçeklenebilir şekilde üretilmesinde önemli bir darboğaz oluşturmaktadır.
Araştırmacılar, bu üretim zorluklarına alternatif oluşturabilecek bir yaklaşım olarak, klasik mRNA yapısına özgü unsurların bir kısmını veya tamamını taşımayan, tamamen kimyasal yöntemlerle sentezlenmiş kısa RNA oligonükleotidlerinin CD8⁺ T hücreleri tarafından tanınan epitopları (bağışıklık sistemi tarafından tanınan kısa peptit dizileri) kodlayıp kodlayamayacağını incelemiştir. Çalışmanın temel amacı, 5′ başlık, 5′ UTR, 3′ UTR, poli(A) kuyruğu ve hatta dur kodonu gibi unsurların epitop kodlayan kısa RNA’ların translasyonu ve ardından majör doku uyumluluk kompleksi sınıf I (MHC sınıf I) üzerinden antijen sunumu için gerçekten zorunlu olup olmadığını test etmektir.
Bu amaçla, katı faz fosforamidit sentezi (phosphoramidite solid-phase synthesis, nükleik asitlerin kimyasal olarak adım adım sentezlendiği bir yöntem) kullanılarak model epitop SIINFEKL (ovalbümin proteininden türetilen ve H2-Kᵇ ile sunulan bir peptit) dizisini kodlayan, 5′-OH, başlangıç kodonu (AUG) ile kodlayıcı diziden oluşan minimal bir RNA tasarımı geliştirilmişve bu tasarım “ChemRNA” olarak adlandırılmıştır. Farklı yapısal versiyonları (başlıklı, fosfatlı, hidroksilli uçlu) fare dalak hücrelerine (splenositler) ve OT-1 T hücrelerine lipofeksiyon yoluyla aktarılarak interlökin-2 (IL-2) salınımı ve β-galaktosidaz temelli B3Z hücre hattı yanıtları ile değerlendirilmiştir. Ayrıca insan influenza ve sitomegalovirüs (CMV) epitoplarını ve insan MART-1 tümör epitopunu kodlayan ChemRNA’lar insan periferik kan mononükleer hücrelerinde (PBMC) test edilmiş; murin MC-38 kolorektal kanser hücre hattında tanımlanan mutasyona uğramış Adpgk ve Rpl18 epitoplarını kodlayan ChemRNA’lar ise fare kökenli bağışıklık hücrelerinde değerlendirilmiştir. In vivo etkinlik, C57BL/6 farelerinde lipopleks formülasyonu ile intravenöz uygulama sonrası antijene özgü T hücre yanıtları, tümör büyümesi ve sağkalım üzerinden; ayrıca subkütan uygulama sonrasında T hücre yanıtları üzerinden değerlendirilmiştir.
Bulgular, 5′-OH uçlu, kapsız ve poli(A) kuyruksuz ChemRNA’nın bağışıklık hücrelerinde antijene özgü OT-1 T hücrelerini, kapaklı ve polyadenillenmiş ivt mRNA ile benzer düzeyde uyardığını göstermektedir. Bu etki, DNA oligonükleotidinin aynı diziyi taşımasına rağmen T hücre yanıtı oluşturamaması nedeniyle, peptit üretiminin ribozomlar tarafından gerçekleştirildiğine işaret etmektedir. ChemRNA’nın etkinliği, B16-F10 gibi tümör hücrelerinde daha düşük bulunmuş, ancak interferon (IFN) ile uyarılmış hücrelerde veya fosforotioat (fosforothioate, nükleotidler arası bağın kimyasal olarak değiştirilmesiyle nükleaz direnci kazandırılan bir modifikasyon) ile stabilize edilmiş ChemRNA’da bu sunumun belirgin şekilde arttığı gözlemlenmiştir. İnsan viral epitoplarını (influenza, CMV) ve tümör kaynaklı mutasyona uğramış epitopları (Adpgk, Rpl18, MART-1) kodlayan ChemRNA’lar, hem sağlıklı donörlerden hem de melanom hastalarından alınan PBMC’lerde antijene özgü CD8⁺ T hücre çoğalmasını uyarmıştır. In vivo koşullarda, SIINFEKL kodlayan ChemRNA ile aşılanan fareler, B16/OVA tümör büyümesini ivt mRNA ile aşılanan farelere benzer düzeyde kontrol altına almış ve sağkalımda anlamlı uzama sağlamıştır; Reps1 mutasyonuna özgü neoepitop modelinde ise ChemRNA, ivt mRNA’ya kıyasla daha zayıf ancak yine de anlamlı bir tümör koruması ortaya koymuştur.
Bu bulgular, kusurlu veya sözde kodlamayan yapıdaki RNA’ların da MHC sınıf I ile ilişkili peptit üretimine katkıda bulunabileceğini düşündürmekte ve mRNA’nın çeviri için gerekli yapısal unsurlarına ilişkin mevcut anlayışa yeni bir bakış açısı getirmektedir. Yazarlara göre, ChemRNA’nın katı faz oligonükleotid sentezine dayanan üretim süreci, ivt mRNA’nın gerektirdiği çok basamaklı enzimatik işlemlere kıyasla, özellikle her hastaya özgü çok sayıda farklı ve kısa dizinin hızlı biçimde üretilmesini gerektiren bireyselleştirilmiş kanser aşıları açısından üretim ölçeklenebilirliği bakımından önemli bir avantaj sunma potansiyeline sahiptir. Bununla birlikte, çalışmada da belirtildiği üzere, daha uzun peptit dizilerine (örneğin 21 amino asitlik epitoplara) karşılık gelen RNA dizilerinin yüksek saflıkta sentezlenmesi teknik bir zorluk olarak öne çıkmakta ve bu platformun insan klinik çalışmalarına ilerleyebilmesi için daha ileri sentez ve saflaştırma yöntemlerinin geliştirilmesi gerekmektedir.
Yazar: Merve Bulut
Editör: Özsu Deniz Balkaya
Referans: Frei, J., Eisel, D., Jarzebska, N. T., Mellett, M., Yener, I. G., Abdou, M. T., Gouttefangeas, C., Flatz, L., Diken, M., Kündig, T. M., Sahin, U., & Pascolo, S. (2026). Chemically synthesized, non-capped and non-polyadenylated peptide-coding RNA efficiently induces antigen-specific CD8+ T cells. Nature Biomedical Engineering. https://doi.org/10.1038/s41551-026-01738-z
-Bioinforange Bilimsel Haber Servisi-
Haber Yazıları, 20> Etki Faktörlü Q1 dergilerinde yayınlanan (listesi için tıklayınız)
bilimsel araştırmaların ekip arkadaşlarımız tarafından incelenip derlenmesi ile hazırlanmaktadır.
