基于rna的基因治疗可以通过Synbio开关打开或关闭

基于dna的基因治疗是一种常见的基因治疗方法，与基于rna的基因治疗相比，其治疗效果较差。新的DNA必须在被纳米颗粒或病毒载体运输后进入细胞核，这可能是低效的或免疫原性的。但是一旦新的DNA就位，它就具有可控的优势。几种公认的方法都可以提高或降低基因的表达。这种控制在基于RNA的基因治疗中一直缺乏，尽管RNA承诺更安全、更容易传递。

一项新的研究表明，通过引入RNA通路，基于RNA的基因治疗可能变得更加可控。根据这项来自麻省理工学院的科学家的研究，编码治疗蛋白的RNA转录本可以和编码RNA结合蛋白的RNA转录本一起传递。这些RNA结合蛋白可被设计成对小分子药物作出反应，并在需要时对编码蛋白质的RNA转录本的表达表示支持或反对。

10月16日，《自然化学生物学》杂志发表了一篇题为《哺乳动物细胞中rna传递通路的小分子调控》的文章，详细介绍了这种基于rna的基因治疗新方法。这篇文章描述了一个小分子调控修饰RNA (modRNA)和自复制RNA (replicon)表达的平台。

这篇文章的作者写道:“我们设计小分子反应RNA结合蛋白来控制RNA编码的基因回路中蛋白质的表达。”“加上特定的modRNA剂量或来自复制子(包括亚基因组启动子库)的工程元素，我们证明了从外部调节蛋白表达时间和水平的能力。”

本质上，这些控制机制促进了开关的构建。此外，开关的组合可以产生两个输出开关，这支持使用诱导剂在两个基因表达状态之间进行选择。这种转换可以让医生更准确地为个别患者量身定做治疗方案。如果有必要，它们还提供了一种快速关闭基因转录本的方法。

“由于复制的动态性，电路的性能可以调整，允许不同的蛋白质在不同的时间表达，都来自同一条RNA链，”麻省理工学院研究生雅各布·贝克莱夫(Jacob Becraft)说，他是目前这项研究的主要作者之一。

“从历史上看，基因疗法遇到了安全问题，”他继续说。“但随着合成生物学的新进展，我们可以创造全新的‘智能疗法’范式，积极参与患者自身的细胞，以提高疗效和安全性。”

麻省理工学院领导的这个团队，包括目前这项研究的资深作者、前麻省理工学院博士后Tasuku Kitada和麻省理工学院生物工程教授Ron Weiss，已经成立了一家新公司Strand Therapeutics，将这种基于rna的基因疗法应用于癌症免疫治疗。

利用RNA，研究人员计划开发能够选择性刺激免疫细胞攻击肿瘤的回路，从而有可能针对转移到身体难以触及部位的肿瘤细胞。例如，由于存在使肺组织发炎的风险，用mRNA靶向肺癌等癌细胞已经被证明是困难的。通过RNA电路，研究人员首先将他们的治疗方法传递给肺内的目标癌细胞类型，然后通过他们的基因电路，RNA将激活t细胞，从而可以治疗癌症在身体其他部位的转移。

Becraft说:“我们希望引起一种免疫反应，这种免疫反应能够检测并治疗全身其他部位的转移。”“如果你能治疗癌症的一个部位，那么你的免疫系统就能处理剩下的部位，因为你现在已经建立了针对它的免疫反应。”

研究人员说，使用这种RNA回路，医生可以根据病人的反应来调整剂量。当病人的免疫系统受到过度刺激时(这可能是致命的)，这种回路还提供了一种快速关闭治疗性蛋白质生产的方法。

在未来，研究人员希望开发出更复杂的既能诊断又能治疗的电路——首先发现问题，比如肿瘤，然后生产出合适的药物。