O Prêmio Nobel de medicina foi concedido pela descoberta do miRNA, mas a terapêutica do miRNA ainda tem um longo caminho a percorrer antes de superar outras terapias.
O Prémio Nobel de Medicina foi atribuído no início de outubro a Victor Ambros e Gary Ruvkun pela descoberta de como os microRNAs (miRNAs) desempenham papéis centrais na expressão genética, ligando-se a mRNAs alvo e inibindo a sua tradução. Desde a sua descoberta em 1993, descobriu-se que os miRNAs influenciam as vias de expressão gênica na diferenciação, proliferação e sobrevivência celular. Anos de pesquisa foram feitos para entender como as vias genéticas são diretamente influenciadas pela ligação do miRNA e como essas vias são interrompidas quando a expressão do miRNA se torna anormal, levando à doença. No entanto, tem sido difícil desenvolver terapias que utilizem ou tenham como alvo miRNAs para restaurar padrões normais de expressão gênica em doenças como o câncer. Compreender como os miRNAs conseguem regular uma infinidade de vias, em particular em estados de doença, é altamente desejável para a descoberta de medicamentos, mas neste momento, as empresas de biotecnologia devem apertar o cinto e procurar os alvos dos miRNA.
Algumas empresas1 tentaram usar miRNAs como terapêutica – como imitadores de miRNA e como antimiRs. Um miRNA mimetizador se comporta de forma semelhante a um miRNA endógeno, restaurando ou melhorando a função de um miRNA que pode ser perdido ou regulado negativamente em uma doença. Um antimiR é projetado para fazer o oposto – ligar-se e silenciar um miRNA endógeno que é superexpresso. Tanto os mimetizadores de miRNA quanto os antimiRs podem se ligar a múltiplos genes, amplificando o aumento ou o silenciamento de vias de sinalização específicas. Este é um ponto forte para a terapêutica que visa restaurar os fenótipos normais numa doença complexa, mas a flexibilidade dos locais de ligação significa que os efeitos fora do alvo são quase impossíveis de evitar.
Os estudos pré-clínicos produziram alguns resultados promissores e alguns até passaram para ensaios clínicos, mas nenhum atingiu a fase 3 dos ensaios ou foi aprovado pela Food and Drug Administration (FDA) dos EUA até à data. A primeira terapia contra o câncer baseada em miRNA que foi para um ensaio clínico de fase 1 foi o MRX34, um mimetizador do miR-34a, em 2013. O miR-34a atua como um supressor de tumor, visando seletivamente a proteína p53, e sua expressão é regulada negativamente em muitos tipos de câncer. . Mirna Therapeutics interrompeu o estudo 3 anos depois devido a graves toxicidades imunomediadas e mortes de pacientes2. Um miRNA que imita o miRNA-29b da Viridian Therapeutics (anteriormente miRagen Therapeutics) parecia promissor como tratamento para fibrose, mas foi descontinuado este ano após testes de fase 23. Um ensaio de fase 2 de um antimiR de miR-21 da Regulus Therapeutics para o tratamento da síndrome de Alpert foi rescindido antecipadamente em 2022. Dois antimiRs direcionados ao miR-122, um importante fator hospedeiro para a infecção por hepatite C, também foram descontinuados na fase 2.
Esta tendência é, em muitos aspectos, oposta à trajetória terapêutica do pequeno RNA interferente (siRNA), cuja descoberta (vários anos após o miRNA) ganhou o Prêmio Nobel em 2006. Hoje, existem 6 medicamentos de siRNA de fita dupla aprovados pelo FDA e, nos últimos anos, mais de 50 medicamentos baseados em siRNA entraram em ensaios clínicos.
As terapias com miRNA sofrem com os principais desafios de qualquer outra terapia baseada em RNA – principalmente entrega ineficiente e toxicidade que leva a respostas imunológicas4. Mas embora as vacinas de mRNA e os medicamentos de siRNA tenham superado alguns desses desafios, o miRNA ficou estagnado. A principal razão é que os miRNAs têm menor especificidade em comparação com um siRNA projetado para atingir uma única sequência, e a validação funcional é demorada e cara.
O primeiro passo na geração de qualquer miRNA terapêutico é encontrar seu(s) alvo(s). Melhoramos algoritmos para determinar interações de ligação miRNA-mRNA, dados de sequenciamento em grande escala e um enorme repositório de dados em MiRBase – todos necessários para determinar onde um agente terapêutico pode se ligar. Mas mesmo no MiRBase, a maioria dos miRNAs não são bem anotados e são difíceis de validar5. Uma ligação miRNA-alvo validada por um ensaio de reticulação e sequenciamento de imunoprecipitação (CLIP-seq) não é necessariamente funcionalmente relevante para a regulação genética. Talvez mais funcionalmente relevantes sejam os alvos identificados em ensaios de superexpressão de miRNA, mas é difícil distinguir os alvos diretos de miRNA dos indiretos. Os alvos identificados in vitro diferem frequentemente significativamente do que é observado in vivo.
Para um miRNA mimetizador que substitui um miRNA ausente ou subexpresso, a especificidade do alvo não é o principal problema. Os principais obstáculos são encontrar um miRNA que influencie diretamente uma via desejada e provar que a restauração da atividade alivia o fenótipo. Idealmente, este miRNA teria influência em múltiplos estágios de uma doença ou câncer, ou em múltiplos tipos de câncer, de modo que seu direcionamento teria um efeito duradouro. Os pesquisadores usaram dados de sequenciamento para mostrar que miRNAs específicos que influenciam oncogenes e supressores de tumor são subexpressos em certos tipos de câncer, mas também observaram uma enorme heterogeneidade na expressão de miRNA, mesmo dentro de um único tumor. Essa heterogeneidade é ainda promovida por microambientes tumorais hipóxicos e inflamação local. Além disso, as enzimas da biogênese do miRNA são reguladas negativamente sob essas condições, levando a um grande número de miRNAs expressos anormalmente. Para encontrar um candidato a miRNA regulador comum em um câncer ou outra doença, múltiplas biópsias precisam ser realizadas ao longo da progressão da doença.
Para os antimiRs, quando usados como tratamentos de câncer, a especificidade do alvo é crucial – um antimiR pode se ligar a um oncogene desejado, mas também pode se ligar a um supressor de tumor ou a alvos não envolvidos no câncer. O miRNA pode se ligar ao mRNA, mas também a outros miRNAs ou RNAs não codificantes. A ciência ainda não pode prever todas as vias celulares que seriam influenciadas, ou mesmo todos os possíveis locais de ligação. Uma terapia com miRNA precisaria evitar o direcionamento de genes envolvidos na homeostase celular normal, e isso exigiria uma compreensão mais completa dos ‘alvos’ de diferentes miRNAs.
Os desafios relacionados à entrega e toxicidade da terapêutica de miRNA podem ser abordados adaptando os métodos atuais para entrega de siRNA e mRNA. No primeiro ensaio clínico de miRNA, foi utilizada uma nanopartícula lipídica que apresentava alta captação de miR-34a e longo tempo de circulação, mas não era direcionada às células cancerígenas. Hoje, temos como alvo a entrega de tumores, bem como a entrega sem pacote de miRNAs conjugados com ligantes6 e maneiras de evitar o sequestro endossômico7.
No momento, o miRNA tem maior potencial como ferramenta de diagnóstico. Os miRNAs migram para fora das células e para o fluido corporal, onde são protegidos da degradação pelos exossomos. É relativamente fácil obter dados de sequenciamento da circulação para identificar miRNAs que são mais altamente expressos em cânceres ou doenças específicas, ou associados positiva ou negativamente a uma resposta ao tratamento. Ferramentas de diagnóstico para painéis de miRNA já estão disponíveis para os médicos.
Compreender os papéis biológicos dos miRNAs nas doenças tem sido um divisor de águas na forma como entendemos a regulação genética anormal, e os biomarcadores de miRNA têm um caminho a seguir na clínica. No entanto, até que os pesquisadores encontrem uma maneira de abordar a questão dos efeitos fora do alvo com a terapêutica do miRNA, o siRNA ou o mRNA permanecerão muito à frente como opções terapêuticas.
