Aptamer

Aptamerii  sunt molecule de oligonucleotide sau peptide care se leagă în mod specific la anumite molecule țintă. De obicei, aptamerii sunt selectați din biblioteci mari aleatorii prin metoda SELEX , dar aptamerii naturali există și în riboswitch -uri . Ele pot fi utilizate atât pentru cercetare de bază, cât și pentru aplicații medicale ( medicamente macromoleculare , antivirale etc.).

Aptamerii pot fi utilizați în următoarele sarcini de cercetare, diagnostic și terapeutice [1] :

1. Pentru detectarea diferitelor molecule țintă, atât în ​​sarcini științifice, cât și de diagnosticare. Aceștia pot înlocui anticorpii în Western blot, hibridizare fluorescentă in situ și în ELISA.
2. Un format promițător pentru diagnosticare este crearea de cipuri cu mulți aptameri și posibilitatea de a detecta simultan mai multe proteine. [2] [3] [4] [5]
3. Pentru purificarea prin afinitate a moleculelor țintă.
4. Pentru inhibarea eficientă și specifică a proteinelor țintă. O astfel de inhibiție poate fi utilizată atât în ​​scopuri de cercetare, cât și pentru crearea de noi medicamente. [6] [7] Unele dintre aceste medicamente sunt deja în studii clinice .
5. O direcție promițătoare în utilizarea aptamerilor este transportul dirijat al medicamentului. Aptamerii în acest caz determină țintirea eliberării (liganzi de țintire).

Aptameri ADN

Structura spațială a aptamerilor ADN este cel mai adesea reprezentată de cvadruplexuri G de 2, rar 3, cvartete G. Formarea unei legături aptamer cu o moleculă țintă poate fi realizată în diferite moduri, de exemplu, folosind legături de hidrogen între proteină și hidrogenii buclelor quadruplex.

Au fost găsiți și selectați aptameri ADN care se pot lega cu mare afinitate și specificitate la locul activ al trombinei, prevenind astfel activarea ulterioară a fibrinogenului și inhibând cascada de coagulare a sângelui [8] .

Note

1. ↑ Kushnirov V. V., Mitkevich O. V., Urakov V. N., Ter-Avanesyan M. D. [www.rae.ru/use/?section=content&op=show_article&article_id=10000640 MEDICINA] // Succesele științei naturale moderne. - 2013. - Nr 3 . - S. 40-43 .
2. ↑ Gold, L., Ayers, D., Bertino, J., Bock, C., Bock, A., Brody, E., ... & Zichi, D. (2010). Tehnologie proteomică multiplexată pe bază de aptameri pentru descoperirea biomarkerilor. PLoS ONE 5(12): e15004. PMID 21165148 PMC 3000457 doi : 10.1371/journal.pone.0015004
3. ↑ Moaddel, R., Ubaida-Mohien, C., Tanaka, T., Lyashkov, A., Basisty, N., Schilling, B., ... & Ferrucci, L. (2021). Proteomica în cercetarea privind îmbătrânirea: o foaie de parcurs către cercetarea clinică, translațională. Celulă în vârstă, e13325. PMID 33730416 PMC 8045948 doi : 10.1111/acel.13325
4. ↑ Sebastiani, P., Federico, A., Morris, M., Gurinovich, A., Tanaka, T., Chandler, KB, ... & Perls, TT (2021). Semnăturile de proteine ​​ale centenarilor și urmașilor lor sugerează că centenarii îmbătrânesc mai lent decât alți oameni. Celulă de îmbătrânire, 20(2), e13290. PMID 33512769 PMC 7884029 doi : 10.1111/acel.13290
5. ↑ Sathyan, S., Ayers, E., Gao, T., Weiss, E.F., Milman, S., Verghese, J., & Barzilai, N. (2020). Profilul proteomic plasmatic al vârstei, duratei de sănătate și a mortalității de toate cauzele la adulții în vârstă. Celulă de îmbătrânire, 19(11), e13250. PMID 33089916 PMC 7681045 doi : 10.1111/acel.13250
6. ↑ Yamagishi, S.I., & Matsui, T. (2018). Potențialul terapeutic al aptamerilor ADN crescut împotriva axei AGE-RAGE în complicațiile legate de diabet. Design farmaceutic actual, 24(24), 2802-2809. PMID 30156152 doi : 10.2174/1381612824666180829110124
7. ↑ Sotokawauchi, A., Matsui, T., Higashimoto, Y., Nishino, Y., Koga, Y., Yagi, M. și Yamagishi, S.I. (2021). Aptamerul ADN crescut împotriva receptorului pentru produsele finale de glicație avansată suprimă afectarea tubulară renală și îmbunătățește rezistența la insulină la șoarecii diabetici. Diabetes and Vascular Disease Research, 18(1), 1479164121990533. PMID 33535822 doi : 10.1177/1479164121990533
8. ↑ V.A. Spiridonova, T.M. Novikova, V.A. Sizov, V.S. Shashkovskaya, E.V. Titaeva. APTAMERI DE ADN LA EXOSIT DE TROMBINĂ I. INTERRELAȚII STRUCTURAL-FUNCȚIONALE ȘI EFECTE ANTITROMBOTICE  // Biochimie. - 2019. - T. 84 , nr. 12 . — S. 1876–1885 . — ISSN 0320-9725 . - doi : 10.1134/s032097251912011x .

Literatură

• Kovalenko A. (2021) Aptamers: ghid grafic (comic). Biomoleculă. https://biomolecula.ru/articles/aptamery-graficheskii-gaid
• Buglak, A.A.; Samokhvalov, A.V.; Zherdev, A.V.; Dzantiev, BB Metode și aplicații ale designului și modelării aptamerului in silico. Int. J. Mol. sci. 2020, 21, 8420 https://doi.org/10.3390/ijms21228420
• Wu, L., Wang, Y., Xu, X., Liu, Y., Lin, B., Zhang, M., ... și Tan, W. (2021). Detectarea pe bază de aptamer a țintelor circulante pentru medicina de precizie. Recenzii chimice. PMID 33667075 doi : 10.1021/acs.chemrev.0c01140
• Kumar Kulabhusan, P., Hussain, B. și Yüce, M. (2020). Perspective actuale asupra aptamerilor ca instrumente de diagnostic și agenți terapeutici. Pharmaceutics, 12(7), 646. PMID 32659966 PMC 7407196 doi : 10.3390/pharmaceutics12070646
• Dembowski, Sean K. și Michael T. Bowser. „Metode microfluidice pentru selecția și caracterizarea aptamerului”. Analist 143.1 (2018): 21-32. PMID 29094731 PMC 5819361 doi : 10.1039/c7an01046j
• Byun, J. (2021). Progrese recente și oportunități pentru aptamerii de acid nucleic. Life, 11(3), 193. PMID 33671039 PMC 7997341 doi : 10.3390/life11030193
• Huang, J., Chen, X., Fu, X., Li, Z., Huang, Y. și Liang, C. (2021). Progrese în descoperirea biomarkerilor pe bază de aptamer. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 9, 571. PMID 33796540 PMC 8007916 doi : 10.3389/fcell.2021.659760
• Birader K., Keerthana LS, Yathirajarao T., Barla JA, Suman P. (2021) Methods for Enhancing Aptamer Affinity for Antigen Detection and Its Characterization. În: Suman P., Chandra P. (eds) Tehnologii de imunodiagnostic de la laborator la testarea la punctul de îngrijire. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-15-5823-8_9
• Nagar DN, Yathirajarao T., Kumar P., Kushwaha P., Suman P. (2021) SELEX bazat pe margele pentru selecția aptamerilor și aplicarea lor în detectarea antigenelor diverse. În: Suman P., Chandra P. (eds) Tehnologii de imunodiagnostic de la laborator la testarea la punctul de îngrijire. Springer, Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-15-5823-8_7
• Troisi R, Sica F. Aptamers: Functional-Structural Studies and Biomedical Applications . Jurnalul Internațional de Științe Moleculare. 2022; 23(9):4796. doi : 10.3390/ijms23094796
• Riccardi, C., Napolitano, E., Musumeci, D. și Montesarchio, D. (2020). Aptameri ADN dimerici și multimerici pentru recunoașterea foarte eficientă a proteinelor. Molecules, 25(22), 5227. PMID 33182593 PMC 7698228 doi : 10.3390/molecules25225227
• Fong, TG, Chan, NY, Dillon, ST, Zhou, W., Tripp, B., Ngo, LH, ... și Libermann, TA (2019). Identificarea semnăturilor proteomelor plasmatice asociate cu intervenția chirurgicală folosind SOMAscan. Analele chirurgiei. PMID 30946084 PMC 6832727 doi : 10.1097/SLA.0000000000003283
• Prante, M., Segal, E., Scheper, T., Bahnemann, J. și Walter, J. (2020). Aptasenzori pentru detectarea la punctul de îngrijire a moleculelor mici. Biosenzori, 10(9), 108. PMID 32859075 PMC 7559136 doi : 10.3390/bios10090108
• Wang, T., Chen, L., Chikkanna, A., Chen, S., Brusius, I., Sbuh, N. și Veedu, R.N. (2021). Dezvoltarea analizelor de flux lateral pe bază de aptameri de acid nucleic: O platformă robustă pentru diagnosticarea rentabil la punctul de îngrijire. Theranostics, 11(11), 5174. PMID 33859741 PMC 8039946 doi : 10.7150/thno.56471
• Shaban, S.M. și Kim, D.H. (2021). Progrese recente în senzorii Aptamer. Senzori, 21(3), 979. PMID 33540523 PMC 7867169 doi : 10.3390/s21030979
• Aptameri pentru aplicații medicale. De la diagnostic la terapie. Dong, Yiyang (Ed.) Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2021, 462 p. https://doi.org/10.1007/978-981-33-4838-7
• Ji, D., Lyu, K., Zhao, H. și Kwok, C.K. (2021). Aptamerul L-ARN circular promovează recunoașterea țintei și controlează activitatea genei. Nucleic Acids Research, 49(13), 7280-7291. PMID 34233000 PMC 8287958 doi : 10.1093/nar/gkab593 O nouă abordare a dezvoltării instrumentelor mediate de aptameri pentru reglarea genelor și în alte scopuri.