RNA EDITING: AMPLIARE IL POTENZIALE DELLE TERAPIE A RNA

RNA editing is a post-transcriptional process that involves nucleotide substitutions or base conversions. One type, RNA editing A-to-I, converts adenosine (A) into inosine (I), which is read as guanosine (G) by molecular machinery. This deamination reaction is catalyzed by ADAR enzymes. Recent research has focused on engineering RNA editing A-to-I for therapeutic applications. Modifying RNA transcripts at specific bases can influence protein expression and function, making it relevant for certain diseases. This thesis examines the key components of RNA editing, particularly ADAR and dsRNA, and their interactions. It also explores methods that recruit endogenous ADAR enzymes, which show greater editing efficiency than approaches using exogenous ADARs. A key aspect is the design of gRNAs (guide RNAs) complementary to the target RNA, allowing dsRNA formation and ADAR recruitment. While results are promising, further studies are needed to develop this approach for treating diseases such as Hurler syndrome and Alzheimer’s disease.

L’RNA editing è un processo post-trascrizionale che si basa sulla sostituzione di nucleotidi o sulla conversione di un base in un’altra; quest’ultima modalità include l’RNA editing A-to-I, processo che prevede la conversione di Adenosina (A) in Inosina (I), la quale verrà letta dai macchinari molecolari come Guanosina (G). Tale reazione di deaminazione è catalizzata da una famiglia di enzimi denominata ADAR. In questo contesto, negli ultimi anni l’attenzione si è focalizzata sull’ingegnerizzazione dell’RNA editing A-to-I, con la prospettiva di sfruttare questo processo molecolare a scopo terapeutico. Infatti, la modifica controllata di basi, a livello dei trascritti a RNA, può essere determinante in alcune patologie, dato che la conversione di singole basi in altre può determinare l’espressione proteica o la funzionalità di una data proteina. In questa tesi verranno descritti i protagonisti di questo processo di RNA editing e come interagiscono tra loro: ADAR e dsRNA. Inoltre, per quanto riguarda l’ingegnerizzazione dell’RNA editing A-to-I, ci si focalizzerà sui metodi che seguono l’approccio di reclutamento di ADAR endogeni, dato che dimostrano un alto potenziale in termini di efficienza di editing rispetto all’approccio ad ADAR esogeni. In tal senso si andranno a delineare i parametri per la progettazione dei gRNA, ovvero RNA guida complementari all’RNA target. Questo farà si che si formi un dsRNA, reclutando in tal modo gli ADAR. I risultati sono promettenti ma sono necessari ulteriori studi per rendere fattibile il loro impiego nel trattamento di alcune patologie, come la Sindrome di Hurler o l’Alzheimer.