L’era del RNA messaggero: verso una medicina personalizzata

Opportunità, sfide e prospettive nello sviluppo di terapie e vaccini a mRNA innovativi

Attenzione mediatica, innumerevoli laboratori sparsi per il mondo che si concentrano sugli studi in questo ambito, ingenti investimenti e ricerca scientifica a livello globale che procede senza rallentamenti. Al centro l’RNA messaggero (mRNA), ovvero la principale soluzione per contrastare la pandemia da COVID-19 grazie ai vaccini. Ma non solo, poiché le potenziali applicazioni dell’mRNA sono molteplici e il suo utilizzo potrebbe trasformare la medicina del futuro, consentendo non solo di prevenire, ma anche di curare patologie che al momento non hanno terapie efficaci per essere contrastate. 

Cos’è l’RNA messaggero (mRNA): significato e origini

La molecola dell’RNA messaggero, agendo come un intermediario, trasporta le istruzioni contenute nel DNA per dirigere la sintesi di proteine specifiche, senza tuttavia modificare l’informazione genetica originale e, di conseguenza, riduce i rischi di effetti collaterali a lungo termine.

Le terapie basate sull’mRNA, diventate argomento ampiamente dibattuto dall’opinione pubblica a causa della pandemia, sebbene innovative hanno “radici” che risalgono al secolo scorso. Il primo passo è datato 1961, quando venne scoperto l’RNA messaggero comprendendo contestualmente il ruolo svolto dalla macromolecola che, in quanto portatrice di un “messaggio”, permette a tutte le cellule dell’organismo di produrre proteine. Successivamente il mondo della ricerca ha iniziato a capire come introdurre l’mRNA all’interno delle cellule, tuttavia i primi studi per utilizzarla - sia con finalità preventive che terapeutiche - sono stati avviati 20 anni dopo.

Quali sono le opportunità offerte da vaccini e terapie a mRNA? 

Studi proseguiti e ancora in corso, con le terapie che “guardano” alle cause delle malattie e non ai loro sintomi, trovano applicazione per un ampio spettro di patologie - incluse quelle ad oggi incurabili – e possono essere personalizzate in base alle informazioni specifiche dei singoli pazienti.  

L’incremento della domanda delle terapie a mRNA è dovuto all’aumento delle malattie croniche, all'invecchiamento della popolazione, al progresso degli studi scientifici e delle tecnologie di sequenziamento ed editing, oltre alle recenti approvazioni regolatorie come quella per la diffusione dei vaccini a RNA “anti COVID-19”.  

I vaccini a mRNA, caratterizzati come dimostrato dalla pandemia da velocità di produzione e modificazione grazie a piattaforme tecnologiche avanzate, possono essere somministrati utilizzando vettori non virali come le nanoparticelle lipidiche. In questo modo si riduce il rischio di effetti collaterali, con questa tipologia di vaccini che ha dimostrato di essere efficace come e più di quelli “tradizionali” a base proteica nello stimolare l'immunità. 

Le caratteristiche che rendono l’RNA una molecola particolarmente utile in medicina risiedono nella capacità di portare informazioni che fanno produrre proteine alle cellule umane, con un “sistema di informazione” che non è in grado di modificare permanentemente il genoma o le cellule. 

Le terapie basate sull’mRNA, già prima della pandemia, erano in fase di sviluppo non solo per virus tra cui Zika, ma anche per il trattamento di diverse tipologie di tumori come, ad esempio, il cancro al seno, quello al polmone e il melanoma, offrendo una valida e più efficace alternativa ai trattamenti antitumorali tradizionali – chemioterapia e radioterapia in primis -, che abbisognano di molto tempo per essere somministrati e possono avere un impatto negativo significativo sui pazienti. 

Queste terapie hanno un potenziale che si sta estendendo verso le malattie genetiche rare – tra cui fibrosi cistica e distrofia muscolare di Duchenne – e patologie autoimmuni, oltre a vaccini preventivi per malattie infettive come HIV ed epatite C. 

Il mercato delle terapie a RNA si trova in una fase di rapida crescita e coinvolge diversi attori tra cui molte startup innovative (come Biontech nel 2020 o, dieci anni prima circa, Moderna). Nel 2023 il mercato globale che comprende tutte le terapie a mRNA è stato valutato 5,2 miliardi di dollari, e secondo le previsioni varrà 17,2 miliardi entro il 2027 con un CAGR del 35%. 

Terapie basate sull’RNA: sfide e prospettive

La natura stessa dell’RNA, molecola intrinsecamente poco stabile, richiede l’attuazione di processi di produzione strutturati e standardizzati, che ne hanno rallentato lo sviluppo per le applicazioni in ambito sanitario. Tali sforzi, richiesti nella fase produttiva, comprendono la necessità di ridurre al minimo i contaminanti attraverso un sistema di purificazione a più fasi, una corretta gestione delle quantità di prodotto finale e una parimenti corretta distribuzione (trasporto e stoccaggio), che necessita di temperature comprese tra i -80 e i -20 gradi Celsius.

Per far fronte a questi problemi e risolverli, i vari attori coinvolti - aziende farmaceutiche, startup, istituti di ricerca, governi e organizzazioni internazionali come l’OMS - stanno condividendo le migliori pratiche e adottando approcci di co-sviluppo. Un impegno congiunto che determina un migliore e più ampio accesso ai dati di sequenziamento e al relativo scambio tra le parti coinvolte.

Per gli sviluppi futuri si prevede che la digitalizzazione dei bioprocessi (ovvero la trasformazione di prodotti biotecnologici) accelererà la produzione in modo da soddisfare la crescente domanda del mercato. Attraverso l’automazione dei processi e l’ottimizzazione dei dati con tecnologie come l'intelligenza artificiale, i digital twins e i sensori IoT, infatti, è possibile migliorare la tracciabilità dei materiali consentendo di simulare e monitorare i processi in tempo reale.

Sebbene la strada sia ancora lunga e irta di difficoltà - dall’instabilità dell’mRNA all’efficienza con cui viene "tradotto” in proteina - l’innovazione tecnologica offre prospettive incoraggianti. In questo senso attualmente sono in corso diversi trial clinici in Fase 1 e 2 - ad esempio nella realizzazione di vaccini per melanoma ad alto rischio in Fase 2 - che stanno restituendo risultati oltre le attese, in grado di “rivoluzionare” la medicina del futuro rendendola sempre più efficace e personalizzata.