RNA-Therapeutika

Plattformleiter: Prof. Dr. Thomas Thum

Innovative Therapeutika auf der Basis von Ribonukleinsäure (RNA) sind im Zuge der Impfstoffentwicklung einer breiten Öffentlichkeit bekannt geworden. RNA-basierte Impfstoffe sind allerdings nur ein Beispiel der Anwendung. In vielen Organerkrankungen (beispielsweise Lunge, Herz, Leber) ist bekannt, dass veränderte Genexpressionssignaturen den Krankheitsverlauf beeinflussen. Hier setzt die RNA-Therapie an, um eine Hebelwirkung auf pathophysiologische Prozesse zu bewirken.

 

Zielgerichtete RNA-basierte Therapien

Das Verständnis für in der Erkrankung veränderte Genexpressionssignaturen ist der Schlüssel für die Entwicklung einer zielgerichteten RNA-basierten therapeutischen Strategie. Besonders das Feld der Medizininformatik und Bioinformatik ist wichtiger Bestandteil für die Identifizierung wichtiger Schaltermoleküle und baut eine Brücke zwischen Patientendaten und anwendungsorientierter Forschung.

Die Verzahnung von großen klinischen Datenmengen, molekularbiologischer Daten und funktioneller Ausbildung einer Organfehlfunktion wurde in vielfacher Weise gezeigt. Molekulare RNA-Strukturen bieten somit eine Voraussetzung für die Entwicklung neuartiger, zielgerichteter RNA-Therapeutika.

 

Entwicklung eines RNA-basierten Arzneistoffes

Die Plattform RNA-Therapeutika wird einen möglichen Weg zeichnen, den ein RNA-basierter Arzneistoff von der Entdeckung bis hin zum klinischen Einsatz durchlaufen wird. Unter Zuhilfenahme bioinformatorischer Modelle werden krankheitsassoziierte RNAs ausgewählt, die über verschiedene RNA-Technologien moduliert werden können. Die RNA-Therapeutika werden in schützende Verkapselungstechnologien (Nanopartikel) überführt, qualitativ überprüft und in geeignete präklinische Modellsysteme übertragen, um therapeutische Sicherheit und Wirksamkeit zu untersuchen. Weiterführende RNA-basierte analytische Methoden zur Bestimmung pharmakokinetischer Abläufe runden das Portfolio ab.

Das bearbeitete proof-of-concept für eine RNA-basierte Therapieentwicklung kann auf viele weitere Krankheitsindikationen übertragen werden. Besonders die Entwicklung einer entsprechenden Verkapselungstechnologie kann hierbei unterstützend sein.

Synergistische Effekte werden über den Einklang von Bioinformatik, in vitro/ex vivo Modellen und den spezifischen Anforderungen der Verkapselungstechnologien erreicht. Die Plattform hat deshalb einen starken interdisziplinären Charakter mit dynamischer Steuerung für zukünftige Anwendungsmodelle.

 

© Fraunhofer ITEM und Medizinische Hochschule Hannover | Naisam Abbas
Ex vivo kultivierter lebender Herzschnitt, der mit einem fluoreszenzmarkierten Inhibitor für miRNA (ATTO647N-miRNA) behandelt wurde.

 

Ausblick

Ein weiterer wichtiger Entwicklungsschritt wird der Fokus auf einer RNA-Therapeutika-Produktion sein. Diese Plattform wird dabei als generelle Realisierungsplattform für RNA-basierte Therapien fungieren. Beginnend mit kleinen Synthesemaßstäben, soll die RNA-Produktion in größerer Menge verfügbar sein und in entsprechende Therapiestrategien einfließen. Weiterhin wird in der Entwicklung spezifischer Verkapselungen/Nanotechnologie ein Schlüssel für die zielgerichtete Therapie liegen.

Aufbauend aus den Ergebnissen der Plattform RNA-Therapeutika werden weiterführende Forschungsaktivitäten im Bereich der RNA-Produktion und zielgerichteter Nanopartikel notwendig sein, um RNA-basierte Arzneistoffe für eine therapeutische Anwendung zu optimieren. Mit weiteren Fraunhofer-Standorten sind wir dazu im intensiven Austausch und sehen überzeugendes Potential für eine neue Arzneimittelklasse in einer breiten klinischen Anwendung.