Eerherstel voor RNA: van kneusje tot hoofdrol in veelbelovende behandelingen

RNA, of ribonucleïnezuur, werd lang gezien als de simpele boodschapper tussen DNA en eiwitten. Intussen weten we dat RNA veel meer is dan dat. Het is een uiterst nuttig instrument en doelwit voor de ontwikkeling van nieuwe behandelingen. Onderzoekers van het oncoRNALab stelden nu de meest complete ‘RNA-encyclopedie’ ter wereld samen.

Als goede student herinner je je de term ‘RNA’ misschien nog van de lessen biologie in de middelbare school. RNA, of ribonucleïnezuur, leerde je daar kennen als één van de drie hoofdrolspelers in het verwerken van genetische informatie. De eerste is DNA, dat onze genetische handleiding bevat. De tweede is RNA, een soort tijdelijke kopie van DNA die dienst doet als template voor de productie van de derde speler: eiwitten. Die eiwitten vervullen specifieke functies in ons lichaam, zoals spieren doen samentrekken of nieuwe cellen aanmaken. In deze voorstelling is RNA dus niet veel meer dan het “kladje” tussen DNA en eiwitten. Erger nog, slechts een fractie van alle RNA’s in onze cellen maken eiwitten. Van de rest werd lang aangenomen dat zij geen functie hadden in ons lichaam. Die zogenaamde niet-coderende RNA’s werden zelfs aan de kant geschoven als “nutteloze ruis”.

“Intussen toonden verschillende studies aan dat die veronderstelling niet klopt”, zegt RNA-onderzoeker Pieter Mestdagh. “Mede dankzij betere sequencing technieken (methoden om genetische informatie te interpreteren, red.) kregen wetenschappers een beter begrip van RNA. Het werd zo duidelijk dat ook de niet-coderende RNA’s cruciale rollen spelen in zowat elk proces in ons lichaam. Dat betekent dat ze ook betrokken zijn bij zo goed als elke aandoening, inclusief kanker. Een fundamenteel inzicht in de werking van RNA is dus cruciaal om die ziektes beter te begrijpen en aan te pakken.”

Sluipschutter tegen kanker

Het begint bij de diagnose. “Elke cel bevat een zeer specifiek bundeltje RNA’s”, legt Mestdagh uit. “Zowel het aantal als het type RNA-moleculen verschilt tussen cellen. We noemen zo’n bundeltje het ‘transcriptoom’, naar analogie met het genoom dat alle DNA omvat. Het transcriptoom zegt onder andere iets over de toestand van een cel. Een kankercel bevat bijvoorbeeld andere en meer of net minder RNA-moleculen dan een gezonde cel. Het transcriptoom verraadt met andere woorden dat het over een kankercel gaat. Als je achterhaalt waar het verschil vandaan komt of kan bepalen welke impact het heeft op de cel, dan kan je de werking van die kankercel beter begrijpen. Die inzichten kunnen dan weer leiden tot nieuwe behandelingen.”

RNA-moleculen kunnen zelf ook het doelwit zijn van een behandeling. “We kunnen RNA’s gericht uitschakelen om acties uit te lokken in een cel. Als één specifieke RNA-molecule verhoogd aanwezig is in een tumorcel, en die tumorcel zo een groeivoordeel geeft, dan kan je proberen om die RNA-molecule te onderdrukken en zo de tumorcel te saboteren. Dat kan je doen met zeer kleine stukjes gemodificeerd antisense DNA die binden op de ‘slechte’ RNA-moleculen en hen zo onderdrukken. Het voordeel van deze zogenaamde antisense-technologie is dat ze heel gericht werkt en je ze kan inzetten tegen elk type RNA.”

De niet-coderende RNA’s hebben nog een interessante eigenschap: “Ze komen vaak maar in één specifiek weefsel of celtype voor. Als je dus een niet-coderend RNA identificeert dat enkel in tumorcellen voorkomt, en die cellen ook een voordeel geeft, dan kan je die met behulp van antisense-technologie zeer gericht aanpakken. Dat vermindert het risico op nevenwerkingen.”

Waar blijven de toepassingen in de kliniek dan? Mestdagh: “RNA-gerichte therapieën zijn al enige tijd beloftevol, maar wetenschappers kregen de technologie lange tijd niet helemaal onder controle. Dat gaat nu veel beter. Er werden al enkele successen geboekt, onder andere voor de behandeling van leveraandoeningen en spinale musculaire atrofie (een spierziekte, red.). Die successen lokten een nieuwe golf van optimisme uit.”

Grootste RNA-encyclopedie ter wereld

Pieter Mestdagh was zelf betrokken bij een enorme stap voorwaarts voor het RNA-onderzoek. Zijn Gentse onderzoeksgroep ontwikkelde samen met wetenschappers van het Amerikaanse Baylor College of Medicine en 's werelds grootste sequencingbedrijf Illumina een RNA-encyclopedie. “Het gaat over één van de meest uitgebreide catalogussen van het menselijk RNA die ooit werd samengesteld. Door verschillende sequencing-technieken slim te combineren, konden we zowel ons begrip van bekende RNA-moleculen verdiepen als duizenden nieuwe RNA's ontdekken.”

Wetenschappers kunnen de RNA-encyclopedie nu vrij raadplegen en downloaden. “Het is een vertrekpunt voor verder onderzoek. Wetenschappers kunnen bijvoorbeeld mogelijk interessante RNA-moleculen selecteren en hun werking en eigenschappen in het lab verder ontrafelen. Hopelijk vinden ze zo targets om nieuwe therapeutische toepassingen te ontwikkelen.”

Mestdagh benadrukt de meerwaarde van die internationale open samenwerkingen. “Ook het samenstellen van de encyclopedie was onmogelijk zonder teamwork over de grenzen heen. Iedereen kan bibliotheken vol genetische data genereren, zolang je maar voldoende geld hebt. De echte uitdaging is die data zinvol interpreteren. Daarvoor heb je heel specifieke kennis nodig. Enkel door die kennis te bundelen zijn we erin geslaagd om deze RNA-encyclopedie samen te stellen.”

“Het is naïef om al te grote voorspellingen te doen, maar ik ben ervan overtuigd dat het tijdperk van de RNA-therapieën is aangebroken. We zijn allemaal getuige geweest van de indrukwekkende ontwikkeling van RNA-vaccins, en de eerste geneesmiddelen die zich op RNA richten worden al in de kliniek gebruikt. Ik ben ervan overtuigd dat nieuwe investeringen in RNA-onderzoek in de komende decennia zullen leiden tot een nieuwe generatie geneesmiddelen.”