Spannendes neues Forschungsfeld |
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11.08.2015 14:19 Uhr |
Von Annette Mende / Lediglich 2 Prozent des menschlichen Genoms kodieren für Proteine. Der Rest ist jedoch kein überflüssiger Ballast: Ein Großteil wird in sogenannte nicht kodierende RNA (ncRNA) transkribiert. Die aktuelle Ausgabe von »Pharmakon« gibt einen Überblick über deren Funktion und mögliche therapeutische Anwendung.
Messenger-RNA (mRNA), ribosomale RNA (rRNA) und Transfer-RNA (tRNA) kennt jeder Apotheker noch aus dem Studium. Dass RNA in der Zelle noch viele weitere Funktionen übernimmt, wurde erst in den vergangenen Jahren entdeckt. Dr. Oliver Rossbach und Professor Dr. Albrecht Bindereif von der Justus-Liebig-Universität Gießen gehen in ihrem Artikel unter anderem auf die sogenannte microRNA (miRNA) ein. Dabei handelt es sich um kleine RNA-Abschnitte, die die Genexpression regulieren, indem sie die Translation mehrerer mRNA reduzieren.
Reife miRNA sind einzelsträngige ncRNA mit einer Länge von 19 bis 24 Nukleotiden, die im Zytoplasma eukaryontischer Zellen an Proteinkomplexe gebunden vorliegen. Ihre Bindung an mRNA führt oft zu einer negativen Regulation der Proteinbiosynthese, also dazu, dass das von der mRNA kodierte Protein nicht gebildet wird. Bis heute wurden mehr als 28 000 verschiedene miRNA in eukaryontischen Organismen identifiziert, im Menschen etwa 2500. Diese sind in regulatorische kombinatorische Netzwerke eingebettet. Etwa ein Drittel aller humanen Protein-kodierenden Gene wird durch miRNA reguliert.
miRNA werden zelltyp- und gewebespezifisch exprimiert und sind auf vielfältige Weise an Differenzierungs- und Entwicklungsprozessen von Zellen beteiligt. Bei überschießender oder reduzierter Aktivität bestimmter miRNA können Krankheiten entstehen, etwa Krebs, Diabetes oder neuro- und immundegenerative Erkrankungen.
Mögliche Onkogene
Vor allem bei der Suche nach neuen Therapeutika und Biomarkern für Krebserkrankungen sind miRNA momentan ein heißes Forschungsgebiet. Sie können die Tumorentstehung prinzipiell auf zwei Arten begünstigen: Sind miRNA pathologisch überexprimiert, können sie im Sinne von Onkogenen das Tumorwachstum vorantreiben. Andererseits können miRNA mit tumorsuppressiven Funktionen in Tumoren weniger stark exprimiert sein als in normalen Zellen, was im Ergebnis auch zu einem verstärkten Tumorwachstum führt.
RNA-Therapeutika sind der Schwerpunkt der aktuellen Ausgabe von »Pharmakon«, der Zeitschrift für Mitglieder der Deutschen Pharmazeutischen Gesellschaft (DPhG). Sie enthält neben dem hier vorgestellten Beitrag von Dr. Oliver Rossbach und Professor Dr. Albrecht Bindereif unter anderem Artikel über zirkulierende RNA als Biomarker, die Nanopartikel-vermittelte Einschleusung von RNA zur Tumortherapie sowie spezielle Aspekte der Zulassung von RNA-Wirkstoffen. »Pharmakon« erscheint sechsmal jährlich. Jede Ausgabe hat einen inhaltlichen Schwerpunkt, der in mehreren Beiträgen aus unterschiedlichen Perspektiven aufbereitet wird. Ein kostenloses Abonnement ist in der DPhG-Mitgliedschaft inbegriffen. Die Zeitschrift ist auch als Einzelbezug erhältlich. Weitere Informationen finden Interessierte auf www.pharmakon.info.
Auch bei Viruserkrankungen können miRNA eine Rolle spielen. So bewirkt etwa die leberspezifisch exprimierte miRNA miR-122 eine Stimulierung der Translation der RNA des Hepatitis-C-Virus (HCV). Modifizierte Antisense-Oligonukleotide, die miR-122 spezifisch blockieren, hemmen die Vervielfältigung von HCV. Sie befinden sich unter dem Namen Miravirsen® bereits in fortgeschrittenen Phasen der klinischen Prüfung.
In Nanopartikel verpackt
Prinzipiell lassen sich miRNA durch RNA-Interferenz mittels kleiner RNA-Moleküle (small interfering RNA, siRNA) relativ einfach ausschalten. Das Problem ist jedoch, dass diese ziemlich instabil sind und im Körper innerhalb weniger Sekunden bis Minuten abgebaut werden. Zudem werden sie aufgrund ihrer Ladung und Größe praktisch nicht von Zellen aufgenommen, was aber eine Voraussetzung für ihre intrazelluläre Wirkung darstellt. Eine Möglichkeit, diese Probleme zu umgehen, bietet die Verpackung der siRNA in Nanopartikel./
