ARNt diseñados suprimen mutaciones sin sentido en células y en vivo

Resumen Las mutaciones sin sentido son la causa subyacente de aproximadamente el 11% de todas las enfermedades genéticas hereditarias. Las mutaciones sin sentido convierten un codón sensato que es decodificado por el ARNt en un codón de terminación prematuro (PTC), lo que resulta en una terminación abrupta de la traducción. Una estrategia para suprimir mutaciones sin sentido es usar ARNt naturales con anticodones alterados para aparearse con el PTC que ha surgido y promover la traducción. Sin embargo, la terapia genética basada en ARNt no ha producido una combinación óptima de eficacia clínica y seguridad, y actualmente no existe tratamiento para individuos con mutaciones sin sentido. Aquí introducimos una estrategia basada en modificar ARNt nativos en ARNt supresores eficientes (sup-ARNt) ajustando individualmente su secuencia a las propiedades fisicoquímicas del aminoácido que transportan. La administración intravenosa e intratraqueal de nanopartículas lipídicas (LNP) de sup-ARNt en ratones restauró la producción de proteínas funcionales con mutaciones sin sentido. Las formulaciones de LNP-sup-ARNt no causaron lecturas discernibles en codones de parada nativos endógenos, según se determinó por perfilado de ribosomas. En PTCs clínicamente importantes en el gen del regulador de conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR), los sup-ARNt restablecieron la expresión y función en sistemas celulares y epitelios nasales derivados de pacientes, y restauraron la homeostasis del volumen de las vías respiratorias. Estos resultados proporcionan un marco para el desarrollo de terapias basadas en ARNt con un alto perfil de seguridad molecular y alta eficacia en la supresión dirigida de PTC.