मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) एक एकल {{0}फंसा हुआ अणु है जो आनुवंशिक जानकारी को डीऑक्सीराइबोन्यूक्लिक एसिड (डीएनए) से राइबोसोम तक ले जाता है। राइबोसोम फिर आनुवंशिक जानकारी को डिकोड करते हैं और प्रोटीन को संश्लेषित करते हैं। हम जिन एमआरएनए आधारित थेरेपी के बारे में चर्चा करने जा रहे हैं, वे ऐसी दवाएं हैं जो बीमारियों के इलाज या रोकथाम के लिए एमआरएनए का उपयोग करती हैं (एमआरएनए - आधारित थेरेपी)।
हाल के वर्षों में,इन विट्रो ट्रांसक्रिप्शन (आईवीटी) एमआरएनए तकनीक ने अनुसंधान संस्थानों और बायोफार्मास्युटिकल कंपनियों के वैज्ञानिकों की रुचि और ध्यान आकर्षित किया है। बायोफार्मास्युटिकल कंपनियां लक्षित वितरण विधियों के साथ दवाओं को विकसित करने के लिए एमआरएनए आधारित प्रौद्योगिकी प्लेटफार्मों का उपयोग करती हैं, जिससे दवाएं अधिक सटीक और वैयक्तिकृत हो जाती हैं। और जेनेटिक इंजीनियरिंग की मदद से, शोधकर्ता विशिष्ट प्रोटीन को व्यक्त करने के लिए सिंथेटिक एमआरएनए का उपयोग कर सकते हैं। चूंकि सिंथेटिक एमआरएनए संरचनात्मक रूप से प्राकृतिक एमआरएनए के समान है, यह रोगियों को अपने शरीर में चिकित्सीय प्रोटीन का उत्पादन करने की अनुमति देता है, और पुनः संयोजक प्रोटीन की जटिल निर्माण प्रक्रिया के कारण होने वाली विभिन्न परेशानियों को कम करता है। एमआरएनए आधारित थेरेपी की विविधता दवा डेवलपर्स को रोग उपचार के लिए एक उपकरण के रूप में सिंथेटिक एमआरएनए का उपयोग करने में सक्षम बनाती है, और कैंसर इम्यूनोथेरेपी, स्टेम सेल थेरेपी और संक्रामक रोग नियंत्रण के अनुसंधान में प्रगति की है, विशेष रूप से सीओवीआईडी -19 महामारी के दौरान, वैक्सीन विकास में एमआरएनए तकनीक के स्पष्ट लाभ हैं।
1960 के दशक में आणविक जीव विज्ञान ने काफी प्रगति की। मैसेंजर आरएनए की खोज (1961), आरएनए संबंधित प्रतिकृति (1962) और रिवर्स ट्रांसक्रिपटेस (1970) की क्रमिक खोज, और आरएनए स्प्लिसिंग और कैटेलिटिक राइबोजाइम की खोज और अनुप्रयोग (1977, 1982) ने प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से एमआरएनए आधारित नई दवाओं के विकास को बढ़ावा दिया। 30 से अधिक वर्षों की वैज्ञानिक प्रगति के बाद, आरएनए आधारित दवाओं का पहली बार जानवरों पर परीक्षण किया गया। चिकित्सीय प्रयोजनों के लिए एमआरएनए अणुओं का उपयोग करने वाला पहला अध्ययन वोल्फ एट अल द्वारा प्रकाशित किया गया था। 1990 में, जिसे सबसे प्रारंभिक आवेदन के रूप में मान्यता प्राप्त है। इस अध्ययन में, आईवीटी एमआरएनए को सीधे माउस कंकाल की मांसपेशी में इंजेक्ट किया गया और एन्कोडेड प्रोटीन को व्यक्त किया गया। लेख में बताया गया है कि चूंकि आरएनए और ऊतकों को बार-बार प्राप्त किया जा सकता है, आरएनए आधारित थेरेपी विशिष्ट बीमारियों को रोकने या उनका इलाज करने के लिए निर्धारित प्रतिवर्ती प्रकार के जीन स्थानांतरण को रोगी की कोशिकाओं में स्थानांतरित कर सकती है। इसके बाद, मील के पत्थर के प्रयोगों की एक श्रृंखला ने आरएनए आधारित थेरेपी की क्षमता का खुलासा किया, जिसमें चूहों में प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया प्रेरित करने के लिए इन्फ्लूएंजा एमआरएनए इंजेक्ट करना (1993), चूहों में कैंसर विरोधी अनुसंधान के लिए एमआरएनए वैक्सीन इंजेक्ट करना (1995), चूहों में हेपेटाइटिस सी वायरस को रोकने के लिए संशोधित आरएनए का उपयोग करना (2002) और अन्य महत्वपूर्ण अध्ययन शामिल हैं। इन शोध विधियों और परिणामों ने विभिन्न क्षेत्रों में एमआरएनए आधारित चिकित्सा के विकास में सुधार किया है।
लिपिड नैनोपार्टिकल (एलएनपी) वाहक प्रौद्योगिकी के सुधार ने एमआरएनए आधारित थेरेपी के विकास को भी काफी बढ़ावा दिया। एलएनपी एक उभरती हुई दवा वाहक है, जिसने मेडिकल इमेजिंग जैसे नवाचार और विकास के अन्य क्षेत्रों में भी अपना आवेदन बढ़ाया है। अवधारणा से नैदानिक अनुप्रयोग तक सबसे पहला नैनोड्रग डिलीवरी प्लेटफ़ॉर्म लिपोसोम है। क्योंकि लिपोसोम छोटे अणुओं, प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड सहित हाइड्रोफोबिक या हाइड्रोफिलिक अणुओं का परिवहन कर सकते हैं, वे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला वाहक मंच बन गए हैं। ट्यूमर रोधी दवाओं के विकास में, लिपोसोम दवाओं के दुष्प्रभाव को कम करते हैं और रोगी की सहनशीलता में सुधार करते हैं, लेकिन वे रोगी की जीवित रहने की दर में उल्लेखनीय सुधार नहीं करते हैं। 1990 के दशक की शुरुआत में, नैनोसाइंस और नैनोटेक्नोलॉजी के विकास के साथ, एलएनपी का धीरे-धीरे उपयोग किया जाने लगा। सामान्यतया, लिपिड नैनोकणों और लिपोसोम्स के डिज़ाइन समान होते हैं। वे दोनों लिपिड नैनोसिस्टम और दवा वितरण वाहक हैं। वे दवाओं को मानव प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा नष्ट होने से बचा सकते हैं, जैविक झिल्लियों की नकल कर सकते हैं और दवाओं को पूर्व निर्धारित लक्ष्यों तक पहुंचने के लिए अधिक समय दे सकते हैं। दूसरे, उनमें अत्यधिक लिपोफिलिक अणुओं को घोलने या दवाओं के औषधीय गुणों को विनियमित करने में मदद करने की क्षमता होती है, जिससे दवा से होने वाले दुष्प्रभाव कम हो जाते हैं और दवा सुरक्षा में सुधार होता है। एलएनपी और लिपोसोम संरचना और कार्य में थोड़े भिन्न हैं, और उनके अनुप्रयोग अधिक विविध हैं।
पिछले 20 वर्षों में, कैंसर के इलाज के लिए एमआरएनए आधारित प्रौद्योगिकी विकास ने धीरे-धीरे ध्यान आकर्षित किया है और पूरी तरह से विकसित हो गया है। निरंतर अनुकूलन के बाद, एमआरएनए तकनीक ने कैंसर, दुर्लभ बीमारियों, आनुवंशिक रोगों और संक्रामक रोगों में उल्लेखनीय प्रगति की है। अगस्त 2018 में, वंशानुगत ट्रान्सथायरेटिन अमाइलॉइडोसिस (एचएटीटीआर) के कारण पोलीन्यूरोपैथी के उपचार के लिए पहली siRNA आधारित दवा पैटिसिरन को FDA द्वारा अनुमोदित किया गया था। यह आरएनए आधारित थेरेपी के लिए एक मील का पत्थर अनुमोदन है। siRNA एक छोटा डबल -फंसा हुआ RNA है जिसे एकल स्ट्रैंड में विभाजित किया जा सकता है और अपने पूर्व निर्धारित लक्ष्य mRNA से जोड़ा जा सकता है, जिससे पूर्व निर्धारित लक्ष्य mRNA टूट जाता है और ख़राब हो जाता है, इसलिए इसे RNA हस्तक्षेप (RNAi) थेरेपी भी कहा जाता है।
पैटिसिरन एलएनपी में निर्मित एक सीआरएनए है जो एपोलिपोप्रोटीन ई (एपीओई) रिसेप्टर से जुड़ता है और यकृत कोशिकाओं द्वारा अवशोषित होता है। यह आरएनए हस्तक्षेप द्वारा ट्रान्सथायरेटिन प्रोटीन को नियंत्रित करने वाले एमआरएनए को और अधिक काटता और क्षीण करता है, जिससे परिसंचरण में ट्रान्सथायरेटिन प्रोटीन का उत्पादन और ऊतकों और अंगों में इसका जमाव कम हो जाता है। एटीटीआर अमाइलॉइडोसिस के रोगियों में, मिसफोल्डेड ट्रांसथायरेटिन प्रोटीन शरीर के विभिन्न ऊतकों, जैसे परिधीय तंत्रिकाओं और हृदय में जमा हो जाता है, जिससे अंग और ऊतक क्षति, न्यूरोपैथी और कार्डियोमायोपैथी हो जाती है। अब तक, पैटिसिरन के अलावा, तीन अन्य आरएनएआई दवाओं को संयुक्त राज्य अमेरिका में कुछ दुर्लभ बीमारियों, जैसे तीव्र हेपेटिक पोरफाइरिया (एएचपी), प्राथमिक प्रकार 1 हाइपरॉक्सलुरिया (पीएच 1) और पारिवारिक हाइपरकोलेस्ट्रोलेमिया (एचईएफएच) या क्लिनिकल एथेरोस्क्लेरोटिक कार्डियोवैस्कुलर बीमारी (एएससीवीडी) के इलाज के लिए उपयोग के लिए अनुमोदित किया गया है।
पिछले कुछ वर्षों में, एमआरएनए आधारित थेरेपी ने संक्रामक रोगों के क्षेत्र में शानदार परिणाम प्राप्त किए हैं, जिसमें मानव इम्युनोडेफिशिएंसी वायरस (एचआईवी), साइटोमेगालोवायरस (सीएमवी), ह्यूमन पेपिलोमावायरस (एचपीवी) और अन्य संक्रमणों के खिलाफ प्रतिरक्षा चिकित्सा के लिए न्यूक्लियोसाइड संशोधित एमआरएनए का उपयोग शामिल है।
इस अवधि के दौरान, इन विट्रो ट्रांसक्रिप्शन में एमआरएनए आधारित थेरेपी की विधि भी धीरे-धीरे परिपक्व हुई। वर्तमान में दो सामान्य एवं स्थिर विधियाँ हैं। एक है इन विट्रो में एमआरएनए को रोगी की कोशिकाओं में स्थानांतरित करना, और फिर इन कोशिकाओं को वापस रोगी में स्थानांतरित करना। इस पद्धति का व्यापक रूप से कैंसर अनुसंधान के लिए जीन इंजीनियरिंग, जीन रिप्रोग्रामिंग, या सेल आधारित इम्यूनोथेरेपी में उपयोग किया जाता है। एक अन्य तरीका ट्यूमर और संक्रामक रोग उपचार, एलर्जी सहिष्णुता और अन्य प्रोटीन प्रतिस्थापन उपचारों पर शोध के लिए सीधे इन विट्रो ट्रांसक्राइब्ड एमआरएनए प्रदान करना है। दुर्लभ बीमारियों के उपचार में उपरोक्त उपलब्धियों के अलावा, एमआरएनए टीके कोविड-19 संक्रमण को कम करने और इसकी गंभीरता को रोकने में भी अपनी उच्च दक्षता और सुरक्षा लाभ दिखाते हैं। पारंपरिक टीकों की तुलना में, सिंथेटिक एमआरएनए टीके अधिक प्रभावी होते हैं, मानव डीएनए में एकीकरण का कोई जोखिम नहीं होता है, और छोटे विकास चक्र, सरल उत्पादन प्रक्रिया और कम विनिर्माण लागत के फायदे होते हैं, जो एमआरएनए टीकों को प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को उत्तेजित करने, संक्रमण दर या गंभीरता को कम करने में अधिक आकर्षक बनाते हैं।
