O Futuro das Terapias de mRNA

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4 Aug, 2025

Aurelie Demont

A tecnologia de ácido ribonucleico mensageiro (mRNA) amadureceu nos últimos anos e está pronta para transformar uma grande variedade de aplicações biomédicas.

mão em uma luva azul segurando um recipiente

Essa tecnologia estava em desenvolvimento há décadas, mas ganhou destaque global durante a pandemia de COVID-19, quando foi usada como base para suprir a urgência na produção de vacinas. O desenvolvimento de terapias de mRNA ainda enfrenta vários desafios tecnológicos e de produção que dificultam seu progresso em direção à adoção generalizada. No entanto, avanços recentes têm permitido que essa tecnologia beneficie significativamente áreas terapêuticas vitais no setor biomédico, incluindo oncologia, imunologia, distúrbios genéticos e doenças infecciosas e crônicas. O surgimento de terapias de mRNA foi facilitado em parte por avanços simultâneos na instrumentação de precisão e tecnologias de medição. Embora as vacinas provavelmente continuem sendo uma aplicação central da tecnologia de mRNA, outras aplicações, como edição genética e substituição de proteínas, também terão efeitos igualmente transformadores. Este artigo se concentra nas melhorias na eficiência do desenvolvimento da terapia de mRNA e como isso permitirá que as tecnologias de mRNA atinjam seu potencial revolucionário para uma variedade de condições.

"Os instrumentos analíticos da METTLER TOLEDO facilitam a medição precisa dos principais parâmetros, como pureza e concentração, cruciais para otimizar o rendimento e garantir a integridade do produto em terapias de mRNA.”
Dr. Hans-Joachim Muhr, Segment Business Development Manager

As tecnologias de mRNA tiveram rápidos avanços nos últimos anos. Isso se deve principalmente à superação das principais barreiras de produção e desafios logísticos relacionados ao armazenamento, distribuição e implementação no mundo real.

Estabilidade

Dedo de um cientista segurando um líquido

Além da instabilidade inerente, o mRNA é uma molécula altamente sensível à temperatura e propensa à auto-hidrólise espontânea. Isso tem implicações em sua durabilidade durante o transporte, armazenamento e aplicação terapêutica. O mRNA deve ser armazenado em temperaturas muito baixas para permanecer estável, mas pode se degradar com o tempo, mesmo em condições ideais.

Imunogenicidade

cientista trabalhando com mRNA em um laboratório

Pelo fato de o RNA exógeno ser imunogênico, as terapias de mRNA podem causar reações imunológicas graves que excedem a resposta necessária ao antígeno-alvo e apresentam um obstáculo significativo à sua implementação em humanos. Modificar bases de uridina e projetar sequências para reduzir a abundância de RNA de fita dupla ajuda a reduzir a imunogenicidade indesejada, mas continua sendo uma questão importante que as futuras formulações devem abordar. O DNA residual usado na produção de terapias de mRNA pode contribuir significativamente para respostas imunitárias indesejadas nos receptores se não for removido adequadamente das formulações.

Eficiência de Tradução

As terapias de mRNA precisam ser traduzidas usando maquinário de tradução endógena para ter seu efeito terapêutico. No entanto, as primeiras iterações das terapias de mRNA sofriam com taxas ineficientes de tradução, o que reduzia a dosagem terapêutica eficaz.

Gargalos de produção

A produção em grande escala de mRNA é limitada pelos custos dos reagentes e processos técnicos complexos. Uma etapa particularmente cara é o processamento de RNA, que requer uma grande quantidade de reagentes caros. Além disso, os primeiros reagentes usados para esse processamento tinham baixa eficiência e havia o risco da produção de moléculas de mRNA intraduzíveis

Avanços Desde a Vacina contra a Covid

Formatos de mRNA

As moléculas de mRNA agora são produzidas em vários formatos, incluindo RNA circular e RNA de autoamplificação. Esses formatos ajudam a superar problemas de estabilidade, imunogenicidade e dosagem. Melhorias na otimização de códons ajudaram na eficiência da tradução e nos problemas de estabilidade estrutural.

Inovações de Produção

O surgimento de novos reagentes de processamento eliminou um gargalo significativo na produção de mRNA em grande escala. Além disso, melhorias gerais na automação laboratorial, armazenamento, pesagem e instrumentação analítica contribuem significativamente para ciclos de desenvolvimento mais rápidos. As inovações também permitiram que processos específicos que anteriormente exigiam reações separadas fossem concluídos em uma única etapa de produção. Por exemplo, transcrição in vitro e processamento agora podem ser realizados na mesma mistura, simplificando os fluxos de trabalho de produção.

Sistemas de Entrega

Avanços rápidos foram feitos em sistemas de entrega de mRNA, particularmente em nanopartículas lipídicas (LNPs). Os sistemas de entrega de LNP ajudam a manter a estabilidade do mRNA durante a entrega e reduzem a imunogenicidade.

A METTLER TOLEDO fornece plataformas automatizadas para transcrição in vitro de mRNA que ajudam a reduzir custos e eliminar contaminantes comuns. Ela também oferece soluções confiáveis para a produção de lipídios-PEG usados em LNPs e fornece ferramentas de espectrofotometria UV/Vis para o controle de qualidade em todo o desenvolvimento de uma terapia de mRNA.

cientistas trabalhando em um laboratório

Aceleração do Desenvolvimento

A inteligência artificial (IA) está se tornando cada vez mais importante para ajudar a automatizar o desenvolvimento de vacinas de mRNA, acelerando esse processo ao otimizar a seleção de sequências de mRNA eficazes e estáveis. Por exemplo, uma ferramenta de IA possibilitou o desenvolvimento de uma vacina de COVID com uma data de validade mais longa e que provoca uma resposta imunológica maior em comparação às desenvolvidas com métodos anteriores. A IA também pode ser usada para otimizar sequências para outras aplicações além das vacinas de mRNA.

Tecnologia de Precisão Avançada e Automação

O desenvolvimento de terapias de mRNA ocorre em um ambiente altamente competitivo onde o tempo é um fator crítico, o que torna os avanços nas ferramentas analíticas de laboratório cruciais para o sucesso. As tecnologias de precisão modernas ajudam a garantir precisão e velocidade no desenvolvimento dessas tecnologias de ponta, reduzindo o tempo de chegada ao mercado e ajudando as empresas a se alinharem tantos aos padrões regulatórios quanto aos do setor. A METTLER TOLEDO oferece sistemas automatizados de controle de reatores, incluindo aqueles para transcrição in vitro de mRNA, que aumentam muito a eficiência do desenvolvimento de terapias de mRNA. Esses sistemas reduzem a variabilidade, garantindo reprodutibilidade e escalabilidade no processo de desenvolvimento.

Testes Pré-clínicos Mais Rápidos

A automação está revolucionando a eficiência e a precisão do fluxo de trabalho em todo o setor de biociências. Ela beneficia especialmente a automação de ensaios de alta produtividade, incluindo abordagens baseadas em células. Os ensaios baseados em células servem como base para testar vários parâmetros de vacinas de mRNA durante seu desenvolvimento. Isso inclui testar construtos de mRNA para produção de antígeno, imunogenicidade do antígeno e toxicidade celular. O teste de toxicidade é fundamental para o desenvolvimento de qualquer nova terapia, mas é particularmente importante para entender o impacto de novas formulações e estratégias de entrega para terapias de mRNA.

Testes Clínicos Mais Rápidos

Muitas vacinas de mRNA projetadas durante a pandemia de COVID seguiram um cronograma para aprovação acelerada; no entanto, as melhorias tecnológicas também permitiram testes clínicos acelerados desses modelos. A IA está ajudando a dinamizar o projeto e a execução de ensaios clínicos, permitindo a seleção de coortes mais apropriadas, otimizando o recrutamento de pacientes e aprimorando a análise de dados para identificar padrões e resultados com mais precisão. Os avanços na instrumentação analítica continuam a melhorar os fluxos de trabalho de produção, incluindo a pesagem precisa de reagentes e testes analíticos, incluindo a espectroscopia de massa, que é usada para validar a qualidade das tecnologias de mRNA. Essas melhorias ajudam os pesquisadores a se alinharem aos requisitos regulatórios e a eliminar fontes comuns de atraso e falha em ensaios clínicos.

O desenvolvimento de vacinas de mRNA durante a pandemia de COVID-19 abriu as portas para a aplicação da tecnologia de mRNA em muitos outros campos.

Oncologia

Devido à sua instabilidade genética, os cânceres geralmente exibem neoantígenos, que os distinguem do tecido saudável. Isso significa que o sistema imunológico pode ser treinado para destruir células cancerígenas, da mesma forma que destrói um patógeno invasor. As vacinas de mRNA contra o câncer funcionam fornecendo mRNA que codifica antígenos específicos do câncer, que, por sua vez, treinam o sistema imunológico para reconhecer e atacar as células cancerígenas. As vacinas de mRNA representam uma tecnologia de ponta em abordagens de medicina personalizada para o tratamento do câncer e há mais de cem ensaios clínicos em andamento para avaliar terapias de mRNA para o tratamento de diversos tipos de câncer.

Doenças Infecciosas

O potencial para o rápido design e desenvolvimento das tecnologias de mRNA as torna incrivelmente úteis como terapia contra doenças infecciosas. O mRNA pode, em teoria, codificar um número praticamente ilimitado de proteínas únicas. Por isso, ele pode não apenas ser prontamente aplicado para lidar com patógenos emergentes, como o que aconteceu durante a pandemia de COVID-19, mas também empregado no tratamento de doenças de rápida evolução, como HIV e vírus influenza. As vacinas de mRNA podem acelerar o desenvolvimento anual de vacinas contra gripe, liberando recursos e garantindo lotes eficientes de vacinas. Uma vacina baseada em mRNA contra o vírus Epstein-Barr está em fase I de testes.

Doenças Autoimunes

Essas doenças ocorrem quando o sistema imunológico ataca tecido saudável do hospedeiro. As tecnologias de mRNA podem ser implementadas para induzir a tolerância imunológica e evitar reações inflamatórias contra autoantígenos ou tipos de tecidos específicos. Ao codificar proteínas ou peptídeos que modulam as respostas imunitárias, as terapias de mRNA podem promover a geração de células imunes reguladoras ou proteínas tolerogênicas. Uma terapia baseada em mRNA da Moderna que codifica a interleucina 2 para expandir as populações de células T reguladoras está agora em desenvolvimento clínico.

médico analisando a radiografia das vértebras

Distúrbios Genéticos

Até agora, a tecnologia de mRNA concentrou-se principalmente em seu uso em vacinas e no reforço do sistema imunológico para a proteção contra doenças infecciosas. No entanto, a tecnologia de mRNA é incrivelmente versátil e pode ser usada para outras aplicações. Muitas doenças surgem da produção de proteínas defeituosas causadas por mutações genéticas subjacentes. As terapias de mRNA viabilizam a entrega de cópias saudáveis de mRNA aos pacientes, que são então traduzidas em proteínas funcionais. Essa capacidade pode ser particularmente importante para doenças como a fibrose cística (FC), que surgem de mutações em um único gene e cujo cenário mutacional é bem-definido. Isso permitiria o tratamento transitório da condição, mas provavelmente não proporcionaria um benefício duradouro em comparação com a integração de terapias genéticas. Um ensaio clínico em estágio inicial está em andamento para avaliar o efeito do mRNA que codifica cópias saudáveis da proteína causal na FC na melhoria da função pulmonar.

Além disso, a tecnologia de mRNA pode ser utilizada para fornecer ferramentas de edição genética, como o sistema CRISPR-Cas9, para tratar vários distúrbios genéticos. Essa abordagem pode ser usada fornecendo a terapia diretamente aos pacientes ou modificando suas células fora do corpo e, em seguida, reintroduzindo-as.

Medicina Regenerativa

As terapias de mRNA podem ser usadas na medicina regenerativa para codificar proteínas que auxiliam no reparo tecidual ou direcionam os mecanismos de reparo do corpo para áreas específicas. Essa abordagem pode ser revolucionária na cardiologia, pois o tecido cardíaco danificado não cicatriza de forma tão eficaz quanto outros tecidos do corpo. Essa abordagem pode oferecer vantagens em relação às terapias genéticas, pois permite ajustes de dosagem com base nas necessidades individuais do paciente e pode ser descontinuada assim que o tecido danificado for curado.

Diabetes

O mRNA pode ser usado para tratar o diabetes de várias maneiras. Uma opção é usar o mRNA para fornecer a células beta instruções para regeneração e para aumentar a proliferação e diferenciação de precursores de células beta. Resultados promissores foram observados em camundongos, em que a injeção com mRNA promoveu a cicatrização de feridas diabéticas. O mRNA também pode ser usado para edição genética para ajudar a resolver casos de diabetes com origem genética.

Desafios a Superar

Apesar dos avanços na tecnologia de mRNA e das melhorias na eficiência de sua produção, a tecnologia está longe de ser otimizada, com muitas áreas essenciais ainda precisando ser abordadas.

Produção Lenta

Os processos atuais não implementaram totalmente a automação e o processamento contínuo, o que leva a um desenvolvimento terapêutico de mRNA mais lento. As ineficiências na produção também podem aumentar o número de ciclos de congelamento e descongelamento aos quais o mRNA é exposto durante o desenvolvimento, reduzindo o rendimento da produção e afetando a qualidade.

Armazenamento

A produção de mRNA em grande escala enfrenta problemas com o armazenamento a longo prazo. A liofilização surgiu como uma maneira de armazenar terapias de mRNA encapsulado em temperaturas mais altas, o que pode ajudar a aliviar problemas logísticos na cadeia de distribuição. No entanto, sabe-se que esse método de armazenamento afeta a eficiência do encapsulamento.

Custos

A automação ajudará a reduzir os custos da produção em grande escala; no entanto, a produção em menor escala de mRNA específico para um paciente provavelmente continuará a ser muito cara e propensa às ineficiências desse tipo de produção. O resultado disso pode ser a limitação do uso de mRNA na medicina personalizada, ao passo que aplicações como em grandes programas de vacinação serão menos afetadas.

Imunogenicidade e Toxicidade

A ampliação em grande escala de processos de controle de qualidade como a cromatografia é outro desafio que deve ser superado para que sejam removidas das formulações terapêuticas de mRNA moléculas imunoestimulantes inadequadas. Alguns sistemas de entrega de mRNA tendem a se acumular no fígado e levar à toxicidade hepática. Assim, é importante desenvolver tecnologias que direcionem as LNPs para órgãos específicos.

A METTLER TOLEDO fornece instrumentação avançada de pesagem e analítica que ajuda a garantir a precisão durante fluxos de trabalho de desenvolvimento de terapias de mRNA. Além disso, nossas soluções automatizadas reduzem a variabilidade e facilitam a ampliação eficiente do processo, o que reduz os custos e as chances de erro humano. De maneira geral, como resultado dessas plataformas, a METTER TOLEDO oferece uma produção de mRNA simplificada e eficiente no uso de recursos, que é facilitada por meio de parcerias com os líderes globais em bioprocessos Agilent e os líderes em robótica ABB.

A instrumentação laboratorial moderna tem uma função crucial na garantia da conformidade regulatória, fornecendo a precisão necessária para o desenvolvimento de terapias avançadas. Além disso, as plataformas analíticas de última geração oferecem suporte à rastreabilidade, consistência e garantia de qualidade dos dados, que são vitais para manter os padrões regulatórios em todo o processo de desenvolvimento.

À medida que as tecnologias de mRNA avançam e se tornam aplicações terapêuticas mais práticas, a necessidade de padronização regulatória torna-se cada vez mais urgente. Variações no processo de fabricação podem resultar em níveis inaceitáveis de contaminantes imunoestimulantes, como o modelo de DNA usado para a produção de mRNA. Além disso, a incerteza nos requisitos regulatórios dificulta o gerenciamento eficiente de testes clínicos e pré-clínicos pelas empresas. Por exemplo, embora tenha havido inovações em sistemas microfluídicos para encapsular mRNA, não existe um processo padronizado e os procedimentos são personalizados para dispositivos específicos. A implementação de técnicas analíticas padronizadas para testar e produzir tecnologias de mRNA ajudará a garantir a segurança, a eficácia e a consistência dessas terapias em diferentes fabricantes. O esclarecimento sobre os métodos de proteção padrão-ouro simplificará a tomada de decisões e permitirá um esforço mais concentrado para aliviar os gargalos da produção e explorar novos caminhos terapêuticos.

cientista olhando para um computador e sorrindo

A tecnologia de mRNA já revolucionou o desenvolvimento de vacinas e o potencial dela vai muito além do tratamento de doenças infecciosas. Com os avanços na estabilidade do mRNA, nos sistemas de entrega e na eficiência da produção, as terapias de mRNA estão prontas para transformar a oncologia, tratamento de doenças autoimunes, doenças genéticas raras e condições crônicas como o diabetes e doenças cardiovasculares. Apesar dessas possibilidades animadoras, os principais desafios, como imunogenicidade, ineficiência da produção em grande escala e controle de qualidade, devem ser abordados para que o potencial terapêutico do mRNA seja aproveitado ao máximo. À medida que a pesquisa continua e os padrões regulatórios evoluem, a tecnologia de mRNA está prestes a se tornar uma ferramenta versátil e poderosa na medicina moderna, oferecendo a esperança de tratamentos personalizados e soluções de saúde mais eficientes.

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