Studi menunjukkan bagaimana RNA sirkular dipaketkan secara preferensial untuk transportasi antar sel
Tidak diragukan lagi bahwa kita membutuhkan cara baru untuk mengobati dan mendeteksi penyakit, termasuk kanker. Secara spesifik, kita membutuhkan biomarker yang lebih baik yang dapat digunakan untuk diagnosis dan cara yang lebih baik untuk secara selektif membawa obat ke tempat yang kita inginkan di dalam tubuh.
Berlangganan ke kaminewsletteruntuk pembaruan berita teknologi terbaru.
Dan sementara DNA kita dapat memberi tahu apakah kita membawa gen untuk penyakit tertentu, memiliki gen saja tidak berarti seseorang akan mengembangkan penyakit. Ini karena RNA, asam ribonukleat dalam tubuh kita, yang mengekspresikan gen dan mengontrol apa yang tubuh buat dari gen tersebut.
Dalam sebuah kertasditerbitkandi dalamJurnal Vesikel Ekstraseluler, Biolog RNA Universitas Delaware Mona Batish dan rekan-rekannya dari UD, Johns Hopkins, dan Universitas Kedokteran Selatan melaporkan bahwa RNA sirkular yang diekspresikan secara tinggi dalam vesikel ekstraseluler yang dikenal sebagai eksosom yang ditemukan dalam sel kita, mungkin menyimpan petunjuk untuk membuka rahasia komunikasi sel dalam kesehatan maupun penyakit.
Vesikel ekstraseluler (EVs) adalah molekul kunci untuk komunikasi antar sel. Terkadang RNA dikemas dalam EVs yang rumit disebut eksosom yang dirakit di dalam sel, penuh dengan berbagai macam materi seluler dan kemudian dikirim ke sel penerima di bagian lain tubuh—dengan cara yang sama seperti Anda membungkus hadiah Natal dan kemudian menambahkannya ke kotak pengiriman FedEx yang dapat Anda alamatkan, tempel perangko, dan kirim ke lokasi lain.
Ekosom bersifat selektif dalam apa yang mereka masukkan dan ke mana mereka mengangkut muatan di dalam tubuh. Setiap ekosom memiliki “kunci” tertentu yang didekorasi di permukaan membran sel. Setelah dilepaskan dalam tubuh, ekosom pergi ke tujuan yang telah diprogram dan menunggu kuncinya untuk “membuka” membran sel tujuan, sehingga mereka dapat masuk dan mendistribusikan materi atau mengubah profil sel tersebut.
Di dalam tubuh, ini bisa menjadi cara untuk menyebarluaskan penyakit, melatih sel-sel tetangga untuk waspada terhadap penyakit yang akan datang atau bahkan memberikan kode untuk menonaktifkan deteksi kanker di sekitar. Hal ini juga mungkin dapat memberikan biomarker untuk deteksi penyakit.
Batish, profesor madya di Departemen Ilmu Medis dan Molekuler, bersama rekan-rekannya mengeksplorasi bagaimana sel memilih apa yang akan dimasukkan ke dalam eksosom ini, pengetahuan yang dia katakan bisa berguna dalam biologi sintetik, khususnya dalam terapi RNA, di mana para peneliti ingin memaket dan mengirimkan muatan RNA ke tempat tertentu di tubuh.
“Jika kita memahami bagaimana sel memilih apa yang masuk, maka kita dapat menginsinyir eksosom di luar tubuh menggunakan biologi sintetik, memasukkan muatan target kami (dalam hal ini RNA) ke dalamnya, dan akan didistribusikan secara efisien serta tubuh akan menerimanya,” kata Batish.
Dari sudut pandang lain, kami mencoba memahami bagaimana ini bekerja sehingga kami dapat lebih memahami penyakit dan mengidentifikasi biomarker yang dapat memberikan informasi tentang risiko seseorang terhadap penyakit atau cara untuk memberikan diagnosis dini.
Rekan penulis makalah dari UD adalah Batish, bersama Ahmed Abdelgawad, Yanbao Yu, dan Vijay Parashar. Rekan penulis lain dari Johns Hopkins adalah Olesia Gololobova, Kenneth W. Witwer, dan Yiyao Huang, yang juga terafiliasi dengan Universitas Kesehatan Selatan.
Bagaimana penentuan pemilihan ditentukan?
Secara khusus, Batish ingin mengetahui apakah ada proses penyaringan khusus untuk jenis muatan RNA apa yang dapat masuk ke dalam eksosom. Apakah mereka harus memiliki tiket, atau bisa siapa saja di sekitar mendapat perjalanan gratis? Apakah itu adalah tiket khusus, seperti “tiket emas,” atau apakah setiap tiket akan cukup?
Beberapa orang di bidang ini percaya bahwa prosesnya bersifat pasif, apa pun yang ada di sekitar akan dikemas, kata Batish.
Tetapi hal itu tidak sesuai dengan apa yang kita lihat ketika melihat barang khusus yang dikemas dalam penyakit tertentu,” katanya. “Misalnya, terkadang ada beberapa RNA yang tidak diekspresikan secara tinggi dalam sel, tetapi dikemas secara tinggi ke dalam EVs. Sel membuat sesuatu untuk dikirim keluar, bukan untuk digunakan.
Studi eksperimental dan komputasi sepakat
Dalam studi tersebut, tim peneliti mengisolasi dan mengkarakterisasi EV dari sel-sel, kemudian melakukan sekuensing RNA yang ditemukan di dalamnya untuk menentukan apa yang paling kaya terkandung dalam eksosom dibandingkan dengan apa yang ditemukan di dalam sel itu sendiri. Para peneliti menemukan bahwa jenis RNA yang paling melimpah dalam eksosom adalah RNA sirkular.
Pada awalnya, tim peneliti berpikir mungkin RNA sirkular memiliki urutan khusus yang dikenali oleh protein dan memberikan kode pos, semacamnya, untuk tempat di mana ia dikirim, tetapi mereka tidak menemukan apa pun yang luar biasa untuk menjelaskan peningkatan RNA- RNA yang dipilih dalam EVs. Berikutnya, mereka mempertimbangkan ukuran, tetapi menemukan bahwa ukuran saja tidak dapat menjelaskan peningkatan tersebut, sehingga tim beralih ke struktur RNA—dan mulai menyusun teka-teki itu.
“Dengan kemajuan dalam biologi struktural RNA, kita sekarang tahu bahwa RNA memiliki bentuk yang kompleks. Jadi, kami menghipotesiskan bahwa karena sifat melingkarnya memberikan struktur unik pada RNA sehingga dapat dikemas ke dalam eksosom,” kata Batish.
Para peneliti menggunakan teknik bioinformatika untuk menghitung “struktur” RNA linear dibandingkan dengan RNA sirkular dan mereka menemukan bahwa RNA sirkular jauh lebih tidak terstruktur daripada RNA linear yang bersangkutan. Mereka memvalidasi temuan eksperimen ini secara komputasi, dengan mengubah karakteristik RNA linear dan sirkular pada model komputer dan menjalankan uji struktur kembali. Komputer mengenali RNA linear, yang telah dikode oleh Batish sebagai sirkular, sebagai kurang terstruktur, hanya karena cara dia mengidentifikasinya.
Bukti tambahan datang dari hasil uji yang menunjukkan bahwa RNA muncul dalam eksosom hanya ketika diekspresikan dalam bentuk sirkular, bukan ketika diekspresikan dalam bentuk linear. Menurut Batish, ini memverifikasi bahwa hanya membuat urutan RNA menjadi sirkular meningkatkan kemungkinannya untuk dikemas ke dalam eksosom, bahkan ketika faktor-faktor lain tetap sama.
“Jadi, jika Anda memiliki potongan RNA yang ingin Anda kirim sebagai terapi, buatlah menjadi sirkular untuk mengurangi strukturnya dan meningkatkan kemungkinan dikemas ke dalam eksosom. Kemudian akan stabil, lebih mungkin bertahan, dan lebih efisien dikemas. Itu adalah satu aplikasi translasional dari temuan kami,” kata Batish.
Pekerjaan lanjutan diperlukan, tetapi Batish mengatakan temuan ini memiliki potensi untuk membantu peneliti merancang terapi berbasis RNA yang efektif di luar sel dan mengirimkannya sesuai keinginan.
Jika kita dapat mengantarkan terapi RNA menggunakan eksosom, kita akan mendapatkan hasil yang lebih baik dalam hal efektivitas pengobatan,” kata Batish. “Sekarang bahwa kita mengetahui parameter RNA, ini mungkin memberi kita lebih banyak kemampuan untuk bermain. Langkah selanjutnya termasuk mengungkap protein apa yang membantu membawa muatan RNA ke dalam eksosom ini dan menjelajahi apakah kita dapat memanipulasi dan mengubah kunci dan gembok tersebut untuk meningkatkan efisiensi terapeutik.
Informasi lebih lanjut:Ahmed Abdelgawad dkk, Menentukan Parameter untuk Pengurutan Muatan RNA ke Dalam Vesikel Ekstraseluler,Jurnal Vesikel Ekstraseluler(2025).DOI: 10.1002/jev2.70113
Disediakan oleh University of Delaware
Cerita ini pertama kali diterbitkan diBisakimia.
- What is 6-7? The Viral Slang Banned in Classrooms - November 12, 2025
- Studi menunjukkan bagaimana RNA sirkular dipaketkan secara preferensial untuk transportasi antar sel - November 12, 2025
- TNI AD Siap Tangani Kontaminasi Radioaktif di Cikande - November 12, 2025
Leave a Reply