La nostra scienza
Espressione genica
I geni sono costituiti da DNA e contengono tutte le informazioni necessarie per produrre o assemblare le proteine, di cui l’organismo ha bisogno per funzionare. Il DNA è l’archivio centrale delle informazioni genetiche e non viene utilizzato direttamente per produrre proteine. L’espressione genica inizia con la trascrizione, quando una copia del DNA che compone il gene viene prodotta o trascritta in una molecola di acido ribonucleico messaggero precursore (pre-mRNA). Il pre-mRNA è costituito da esoni e da regioni non codificanti frapposte chiamate introni. Gli introni vengono rimossi, o eliminati tramite splicing, e gli esoni vengono uniti insieme in un ordine specifico. Questo mRNA maturo include tutte le informazioni necessarie per produrre proteine funzionali.
Splicing alternativo
Un singolo gene può codificare per più di un tipo di proteina. Ciò può verificarsi durante un processo chiamato splicing alternativo, in modo che diversi set di esoni possano essere uniti insieme da un gene, creando sequenze di codifica alternative e multiple. Queste sequenze genereranno più prodotti di mRNA che codificano per proteine diverse e correlate. Circa il 94% di tutti i geni umani va incontro a splicing alternativo nell’ambito della produzione di proteine funzionali.
Una complessa macchina molecolare chiamata spliceosoma è principalmente responsabile dello splicing. Lo spliceosoma comprende cinque piccole ribonucleoproteine nucleari (snRNP), che si assemblano intorno ai siti di splicing che fungono da confini tra ciascun esone e introne sul pre-mRNA. La prima fase dell’assemblaggio dello spliceosoma è mediata dalle snRNP U1 e U2. L’interazione tra U1 e il pre-mRNA è l’interazione più estesa e selettiva nel pathway di splicing. Una volta assemblato, lo spliceosoma catalizza la rimozione degli introni, seguita dall’unione degli esoni.
Mutazioni di splicing
Mutazioni o differenze di sequenza che interrompono, indeboliscono o in alternativa attivano i siti di splicing possono influenzare la capacità dei componenti dello spliceosoma di riconoscere accuratamente il pre-mRNA. Queste mutazioni sono la causa diretta di oltre 200 malattie umane, tra cui molte forme di tumore e malattie genetiche, come l’atrofia muscolare spinale e la malattia di Huntington. In molti casi, gli errori di splicing fanno sì che la snRNP U1 non interagisca correttamente con il pre-mRNA a causa della diversità strutturale nel sito di splicing. Queste modifiche alterano le efficienze dello splicing.
Modificatori di splicing
PTC ha sviluppato una potente tecnologia che consente l’identificazione di piccole molecole note come modificatori di splicing, che sono progettate per modificare l’interazione tra U1 e pre-mRNA. Questi diversi tipi di molecole fungono da “colla” molecolare che rafforza l’interazione nel sito di splicing per contribuire a rendere lo splicing più efficiente.
PTC ha introdotto la nozione che lo splicing può essere modulato utilizzando piccole molecole. Negli ultimi 20 anni, abbiamo perfezionato la nostra tecnologia di splicing dell’RNA. Utilizzando questa tecnologia, abbiamo identificato una piccola molecola orale per il trattamento dell’atrofia muscolare spinale. Questa è stata la prima piccola molecola approvata in grado di influenzare lo splicing, il che ha portato alla produzione di una proteina SMN stabile e funzionale.
Inoltre, abbiamo diversi programmi di scoperta e sviluppo che utilizzano la nostra piattaforma di splicing. Il nostro prossimo farmaco più avanzato è in fase di sviluppo per il trattamento della malattia di Huntington. Questa rara malattia è causata da un gene difettoso che produce una proteina mutata chiamata HTT.
La tecnologia di splicing alternativo dell’RNA offre un ampio potenziale per identificare nuovi trattamenti per molte malattie. Riteniamo di poter identificare altre piccole molecole in grado di modificare lo splicing alternativo dei geni, di promuovere l’inclusione di specifici esoni o di forzare l’esclusione di esoni indesiderati dall’mRNA maturo.
Continuiamo a consolidare la nostra piattaforma di splicing alternativo dell’RNA per sviluppare terapie innovative che affrontino le cause sottostanti di malattie che impattano sulla speranza di vita.