I microRNA sono corti frammenti di RNA (acido ribonucleico) attivi nell’ambiente intracellulare con la funzione di regolare l’espressione dei geni. Essi possono agire favorendo o ostacolando il processo attraverso cui il messaggio del DNA viene trascritto nell’RNA messaggero (RNAm), in questo modo influenzano la sintesi della proteina prodotta da quel particolare RNAm. Così avviene anche nel caso della sintesi della proteina CFTR, dove l’azione di alcuni microRNA risulta capace di influenzare l’espressione e la stabilità in membrana della proteina CFTR. L’RNA messaggero è una molecola che può essere rappresentata come costituita da quattro lettere, a due a due complementari tra loro; pertanto, opportuni piccoli frammenti di microRNA, complementari ad una certa zona dell’RNA messaggero, sono in grado di legare una precisa zona di questa molecola, influenzando la codifica della proteina CFTR. In buona sostanza, la conoscenza dei dettagli nel processo di traduzione degli acidi ribonucleici può essere sfruttata mirando una zona di RNA messaggero difettosa e andando a colpirla con un opportuno microRNA.

Tuttavia, il problema è riuscire a veicolare alcuni opportuni frammenti di RNA all’interno della cellula, attraverso vettori che riescano a penetrare agevolmente la cellula ma non siano dannosi. Il progetto FFC#7/2018, coordinato da Roberto Gambari dell’Università degli studi di Ferrara, si inserisce in questo contesto e si prefigge di identificare particolari microRNA, e relativi RNAm bersaglio, con l’obiettivo di aumentare espressione e stabilità della proteina CFTR. Questo progetto potrebbe essere interessante non solo per la ricerca in fibrosi cistica, in quanto diverse evidenze suggeriscono che l’espressione alterata dei microRNA sia coinvolta anche nella patogenesi di patologie umane come l’Alzheimer, il diabete, il cancro e malattie cardiovascolari.

È stato recentemente pubblicato un lavoro (1), frutto del progetto FFC#7/2018 e basato su alcuni risultati presenti in letteratura dal 2013, che ha come scopo quello di verificare se una particolare molecola denominata argininocalixo[4]arene sia capace di trasportare in modo efficace i microRNA all’interno delle cellule bersaglio, preservando la loro attività biologica. I ricercatori hanno analizzato tossicità ed effetti anti-proliferativi di questa famiglia di composti, attraverso sofisticati esperimenti svolti su modelli di cellule tumorali e, per la fibrosi cistica, su cellule epiteliali bronchiali immortalizzate (cellule IB3-1), in cui è stata studiata, attraverso microRNA, l’inibizione di due fattori pro-infiammatori, IL-6 e IL-8.

Lo studio (1) evidenzia le importanti proprietà che un vettore deve avere per poter trasportare efficacemente i microRNA: la tossicità del argininocalixo[4]arene appare trascurabile ed inoltre esso mantiene alta efficienza di trasporto anche a lungo termine, pre-requisito importante per lo sviluppo di protocolli terapeutici. Il trasporto all’interno della cellula è efficace, persino superiore se paragonato ai gold-standard disponibili e l’attività biologica dei microRNA trasportati viene mantenuta.
Questi studi, ulteriormente approfonditi, suggeriscono che per mezzo di un vettore dimostrato efficace come argininocalixo[4]arene, opportuni microRNA potrebbero essere trasportati all’interno della cellula; l’ipotesi del progetto FFC#7/2018 è che possano impedire l’azione di altri microRNA che ostacolano l’espressione di CFTR e in questo modo possano favorire l’azione dei farmaci modulatori già in uso.

Progetto FFC#7/2018 coordinato da Roberto Gambari (Università degli Studi di Ferrara, Dip. di Scienze della Vita e Biotecnologia, Sez. Biochimica e Biologia molecolare) finanziato con il supporto adottivo di Delegazione FFC di Vigevano, Delegazione FFC di Verbania e V.C.O., Delegazione FFC di Como Dongo.

MicroRNAs (miRNAs) are short non-coding RNA molecules acting as gene regulators by repressing translation or by inducing degradation of the target RNA transcripts. Altered expression of miRNAs may be involved in the pathogenesis of many severe human diseases, opening new avenues in the field of therapeutic strategies. In this context, the efficient and non-toxic delivery of miRNA molecules might be of great interest. The aim of the present paper (1), led by Roberto Gambari (Università di Ferrara) and funded by FFC#7/2018, is to determine whether an argininocalix[4]arene is able to efficiently deliver miRNA, molecules to target cells, preserving their biological activity. This study points out that: the toxicity of argininocalix[4]arene is low,  the delivery is efficient, being higher when compared with reference gold standards available, and the biological activity is maintained. In cystic fibrosis the protocol was validated by the inhibition of pro-inflammatory IL-8 and IL-6 genes in IB3-1 cells. These results demonstrate that the argininocalix[4]arenecould  be considered a very useful delivery system for efficient transfer to target cells through miRNAs molecules, preserving their biological activity.

1) Gasparello J, Lomazzi M, Papi C, D’Aversa E, Sansone F, Casnati A, Donofrio G, Gambari R, Finotti A. Efficient Delivery of MicroRNA and AntimiRNA Molecules Using an Argininocalix[4]arene Macrocycle. MolTher Nucleic Acids. 2019 Dec 6;18:748-763. doi: 10.1016/j.omtn.2019.09.029. Epub 2019 Oct 11.