Día Mundial del ARN: los usos clave en la medicina de avanzada para combatir distintas enfermedades

Hoy se celebra en todo el planeta el Día Mundial del ARN (ácido ribonucleico), la molécula estrella de la innovación científica en los últimos años que ha ganado fama mundial luego de su gran utilidad durante la pandemia por COVID-19 en la creación de vacunas contra el coronavirus.

¿Pero qué es el ARN? Es un pariente cercano de otra molécula comúnmente conocida: el ADN (ácido desoxirribonucleico). Ambos, junto con las proteínas, son las tres principales moléculas biológicas necesarias para la vida.

“Se trata de un ácido presente en todas las células vivas que tiene similitudes estructurales con el ADN. Sin embargo, a diferencia del ADN, es más frecuente que el ARN esté formado por una única cadena. Una molécula de ARN tiene un eje formado por grupos fosfato alternantes y el azúcar ribosa, en lugar de la desoxirribosa del ADN”, explicaron desde los Instituto Nacional de Salud de los EEUU (NIH, por sus siglas en inglés).

Y agregaron: “Unida a cada azúcar hay una de cuatro bases: adenina (A), uracilo (U), citosina (C) o guanina (G). Existen diferentes tipos de ARN en las células: ARN mensajero (ARNm), ARN ribosómico (ARNr) y ARN de transferencia (ARNt). Además, algunos ARN participan en la regulación de la expresión génica. Hay determinados virus que usan ARN como material genómico propio”.

Según detallan los NIH, el ARN, o ácido ribonucleico, es un ácido nucleico similar en estructura al ADN pero con algunas diferencias sutiles. La célula utiliza el ARN para una serie de tareas diferentes; una de estas moléculas se llama ARN mensajero o ARNm. Y es la molécula de ácido nucleico cuya traducción transfiere información del genoma a las proteínas.

El ARN permite la síntesis de proteínas, siendo una conexión esencial para la información genética entre el ADN y las células. Las moléculas de ARN desempeñan funciones reguladoras y enzimáticas. Asimismo, hay diferentes tipos de ARN presentes en las células: ARN mensajero (ARNm), ARN ribosómico (ARNr) y ARN de transferencia (ARNt).

El Día Mundial del ARN comenzó a celebrarse en 2018 por iniciativa del biólogo molecular uruguayo Juan Pablo Tosar, quien es investigador del Instituto Pasteur Montevideo. El aniversario ha sido respaldado por la Sociedad del ARN que esta fecha por el juego de palabras en inglés entre el 1 de agosto y AUG (adenina, uracilo y guanina), una secuencia triple de ARN (llamada codón) que inicia la síntesis de proteínas por parte de la célula.

Décadas de investigación científica han permitido conocer al ARN y encontrarle diferentes usos para la salud humana. Y ya hay varias docenas de terapéuticas basadas en esta molécula que están en uso.

“La biología del ácido ribonucleico (ARN) ha surgido como una de las áreas más influyentes en la biología y la biomedicina modernas. El descubrimiento de numerosas clases nuevas de ARN y sus funciones en un amplio espectro de procesos biológicos ha revolucionado la biología molecular, con profundas implicaciones para las ciencias clínicas”, indican desde los NIH

Y agregan: “Las áreas clave de investigación actual dentro del Programa de Investigación Intramural (IRP) incluyen la elucidación de las vías de biogénesis del ARN, la determinación de las estructuras del ARN, la identificación de funciones para las diversas clases de ARN, el establecimiento del papel del ARN en las enfermedades y la exploración de terapias basadas en ARN y dirigidas al ARN”.

Por supuesto, el ARN mensajero fue el mayor hallazgo científico que dejó la pandemia por COVID-19. Prueba de ello fue el éxito que han tenido las vacunas de Pfizer y Moderna bajo su plataforma, las cuales han resultado ser las más efectivas, seguras y exitosas a cuatro años de la emergencia sanitaria mundial.

De hecho, estos inoculantes son más eficaces para las nuevas variantes del mutante virus, ya que la forma en la que estaban concebidos les permite cambiar, en cuestión de unos tres meses, hacia una inmunización dirigida a la cepa o linaje que más presente esté en ese momento y sea la responsable de un aumento en los contagios de la enfermedad en todo el mundo.

Esa tecnología hoy se estudia para combatir distintas enfermedades, desde otros virus y hasta el cáncer, aunque todavía no hay resultados concretos y se están haciendo distintos estudios clínicos para avanzar en sus diferentes aprobaciones.

Uno de los estudios más avanzados bajo la plataforma ARN mensajero es una vacuna efectiva contra el virus de la influenza H5N1, o de gripe aviar, hoy una amenaza que enfrenta al mundo, con millones de aves, miles de mamíferos y hasta humanos (diagnosticados este año) que han sido víctimas. El último reporte en EE. UU. da cuenta de 5 personas contagiadas por este patógeno solo en 2024.

Las terapias basadas en el ARN tienen un inmenso potencial para tratar muchas enfermedades que, en la actualidad, carecen de opciones terapéuticas óptimas o carecen de ellas, directamente, como son los tratamientos para enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer o Parkinson, como lo demuestra un estudio realizado en 2023 y publicado en la revista Cell, que muestra que esa molécula pequeña, la microARN-132, puede tener un impacto significativo en diferentes células cerebrales y puede desempeñar un papel clave en el Alzheimer.

El mundo de la investigación médica con ARN también involucra a medicamentos innovadores basados en el ARN para la atrofia muscular espinal y la distrofia muscular de Duchenne, los cuales captaron la atención del público como una nueva modalidad de tratamiento para enfermedades genéticas poco frecuentes.

En diciembre de 2016, la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés) autorizó el uso de un medicamento conocido como nusinersen, que luego también fue aprobado en la Argentina. Este fármaco tiene como blanco al gen SMN2 y fue desarrollado por Krainer.

La administración de los medicamentos a los pacientes con atrofia muscular espinal permite aumentar la producción de la proteína SMN y así detener o enlentecer la muerte progresiva de las neuronas motoras.

En la actualidad, hay “cientos de nuevas terapias basadas en el ARN en desarrollo preclínico y clínico para una amplia gama de enfermedades”, que incluyen la esclerosis lateral amiotrófica, la enfermedad de Huntington y el angioedema hereditario, entre otros. Los expertos consideraron que esos ensayos clínicos en curso “han sido posibles gracias a décadas de avances en la investigación básica en el campo del ARN”.

Muchos estudios clínicos que utilizan el ARN para tratar los diferentes tipos de cáncer están avanzados en distintas etapas clínicas. Como la investigación de la Universidad de Tel Aviv, en Israel, que reportó que pudieron destruir el 90% de las células cancerosas del mieloma múltiple en condiciones de laboratorio, y el 60% en tejidos humanos extraídos de pacientes del Centro Médico Rabin (Hospital Belinson), usando un fármaco basado en ARN administrado a las células mediante nanopartículas lipídicas dirigidas.

Los investigadores desarrollaron nanopartículas a base de lípidos (similares a las utilizadas en la vacuna para el COVID) que contenían moléculas de ARN que silenciaban el gen CKAP5, que codifica la proteína 5 asociadas al citoesqueleto. Con esta proteína inhibida, la célula cancerosa es incapaz de dividirse, lo que esencialmente la mata.

Para evitar dañar las células no cancerosas, las nanopartículas se recubrieron con anticuerpos que las guiaron específicamente hasta las células cancerosas del interior de la médula ósea. Los resultados se publicaron en 2023 en la revista Advanced Science.

Los estudios del ARN se podrían usar para mejorar los diagnósticos y las decisiones de tratamientos. Por ejemplo, en la preeclampsia, que es un trastorno grave del embarazo caracterizado por hipertensión arterial y presencia de proteínas en la orina.

La preeclampsia afecta a entre el 2% y el 4% de las embarazadas de todo el mundo y provoca, cada año, unas 46.000 muertes maternas. Por su heterogeneidad y su complejidad, hoy resulta difícil la predicción del riesgo y el desarrollo de tratamientos.

Un reciente estudio dirigido por el doctor Zhou Si, director de Investigación Clínica de BGI Genomics, y un equipo de científicos, reportó un posible método de diagnóstico de este trastorno a través del ARN libre de células plasmáticas (cfRNA). El avance se publicó en la revista American Journal of Obstetrics and Gynecology.