ARNi en investigación y medicina
El descubrimiento de que los genes pueden ser silenciados por segmentos de ARNd que se introducen en las células en cultivo de tejidos revolucionó el estudio de la función génica. El silenciamiento de genes mediante dsRNA hace uso de la maquinaria celular natural que participa en el procesamiento de miRNA en las células eucariotas. Por ejemplo, cada dsRNA es escindido en pequeños trozos por la enzima DICER. Estos trozos se denominan ARN de interferencia corto (ARNsi) y tienen una longitud de entre 20 y 25 nucleótidos. Al igual que el miARN, el siARN se une a la RISC y escinde las secuencias de ARNm que le son propias.
Hay diferentes tipos de dsARN sintéticos que pueden emplearse para interrumpir la función de los genes. Entre las moléculas más utilizadas se encuentran el ARNsi, que evita el corte del DICER, y el ARN de horquilla pequeña (ARNsh), que en realidad es una hebra de ARN que contiene dos segmentos únicos de ARNsi que se pliega en una hebra doble, con los nucleótidos adyacentes unidos mediante calentamiento (recocido) en lugar de emparejamiento de bases complementarias. Esto crea una estructura que se asemeja a una horquilla porque tiene un bucle apretado en un extremo. En el interior de una célula, el ARNhc se escinde en los dos ARNsi que lo componen mediante el DICER.
El ARNi es una herramienta de investigación excepcionalmente potente. Los dsRNAs sintéticos están diseñados para impedir la expresión de genes específicos, lo que permite a los genetistas manipular la actividad de los genes para comprender mejor sus funciones. Además, los genes anormalmente hiperactivos contribuyen a ciertas enfermedades humanas, y el silenciamiento de esta actividad mediante el ARNi se ha convertido en una importante área de investigación. El ARNi se está estudiando como forma de tratamiento para diversas enfermedades, como la degeneración macular, la hepatitis, el sida, la enfermedad de Huntington y el cáncer.
En la degeneración macular, las secuencias de ARN que bloquean la producción de una proteína llamada factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF) en las células de la retina pueden inhibir el crecimiento excesivo de los vasos sanguíneos de la retina, que presentan fugas y provocan la pérdida de visión. Los tratamientos de ARNi para la degeneración macular implican la inyección de «ARN desnudo» en el ojo. El término ARN desnudo se utiliza para distinguir este enfoque de los que emplean vectores virales para introducir el ARNd en las células enfermas. Se está estudiando la eficacia de los ARN interferentes incorporados a los vectores para frenar el crecimiento de los tumores. Por ejemplo, los transcritos de ARNm de genes que se sabe que son hiperactivos en ciertas formas de cáncer sirven como objetivos útiles para los tratamientos basados en el ARNi, que pueden silenciar los genes hiperactivos y frenar la progresión de la enfermedad.
Factores como garantizar que los ARN interferentes lleguen a las células y que los propios vectores virales no den lugar a efectos secundarios peligrosos han complicado el desarrollo de las terapias de ARNi. Además, las similitudes de secuencia entre los genes pueden dar lugar a la unión de los dsRNAs a genes que, por lo demás, funcionan correctamente. Esto puede provocar el silenciamiento de genes sanos y vitales para el funcionamiento normal de las células. No obstante, la técnica sigue siendo prometedora para sus aplicaciones en medicina.
Kara Rogers