Aptamer

Aptamery  jsou oligonukleotidové nebo peptidové molekuly, které se specificky vážou na určité cílové molekuly. Obvykle jsou aptamery vybírány z velkých náhodných knihoven metodou SELEX , ale přirozené aptamery existují také v riboswitchi . Mohou být použity jak pro základní výzkum, tak pro lékařské aplikace (makromolekulární léky , antivirotika atd.).

Aptamery mohou být použity v následujících výzkumných, diagnostických a terapeutických úkolech [1] :

1. Pro detekci různých cílových molekul ve vědeckých i diagnostických úlohách. Mohou nahradit protilátky ve Western blotu, in situ fluorescenční hybridizaci a v ELISA.
2. Slibným formátem pro diagnostiku je vytvoření čipů s mnoha aptamery a možností současné detekce mnoha proteinů. [2] [3] [4] [5]
3. Pro afinitní čištění cílových molekul.
4. Pro účinnou a specifickou inhibici cílových proteinů. Taková inhibice může být použita jak pro výzkumné účely, tak pro výrobu nových léků. [6] [7] Některé z těchto léků jsou již v klinických studiích .
5. Slibným směrem v použití aptamerů je řízený transport léčiv. Aptamery v tomto případě určují cílení doručení (cílení ligandů).

DNA aptamery

Prostorová struktura DNA aptamerů je nejčastěji reprezentována G-kvadruplexy 2, zřídka 3 G-kvartety. Tvorba aptamerové vazby s cílovou molekulou může být provedena různými způsoby, například pomocí vodíkových vazeb mezi proteinem a vodíky kvadruplexních smyček.

Byly nalezeny a vybrány DNA aptamery, které se mohou vázat s vysokou afinitou a specificitou k aktivnímu místu trombinu, a tím zabraňovat další aktivaci fibrinogenu a inhibovat kaskádu koagulace krve [8] .

Poznámky

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 MEDICÍNA] // Úspěchy moderní přírodní vědy. - 2013. - č. 3 . - S. 40-43 .
2. ↑ Gold, L., Ayers, D., Bertino, J., Bock, C., Bock, A., Brody, E., ... & Zichi, D. (2010). Multiplexní proteomická technologie založená na aptamerech pro objevování biomarkerů. 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). Proteomika ve výzkumu stárnutí: Plán klinického, translačního výzkumu. Stárnoucí buňka, 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). Proteinové podpisy stoletých lidí a jejich potomků naznačují, že stoleté staří stárnou pomaleji než ostatní lidé. Stárnoucí buňka, 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). Plazmatický proteomický profil věku, zdravotního rozpětí a mortality ze všech příčin u starších dospělých. Stárnoucí buňka, 19(11), e13250. PMID 33089916 PMC 7681045 doi : 10.1111/acel.13250
6. ↑ Yamagishi, S.I., & Matsui, T. (2018). Terapeutický potenciál DNA-aptamerů proti ose AGE-RAGE u komplikací souvisejících s diabetem. Současný farmaceutický design, 24(24), 2802-2809. PMID 30156152 doi : 10.2174/1381612824666180829110124
7. ↑ Sotokawauchi, A., Matsui, T., Higashimoto, Y., Nishino, Y., Koga, Y., Yagi, M., & Yamagishi, S.I. (2021). DNA aptamer proti receptoru pro koncové produkty pokročilé glykace potlačuje renální tubulární poškození a zlepšuje inzulínovou rezistenci u diabetických myší. Diabetes and Vascular Disease Research, 18(1), 1479164121990533. PMID 33535822 doi : 10.1177/1479164121990533
8. ↑ V.A. Spiridonova, T.M. Novíková, V.A. Sizov, V.S. Shashkovskaya, E.V. Titaeva. APTAMERY DNA K EXOSITU TROMBINŮ I. STRUKTURÁLNĚ-FUNKČNÍ VZTAHY A ANTITROMBOTICKÉ ÚČINKY  // Biochemie. - 2019. - T. 84 , č.p. 12 . — S. 1876–1885 . — ISSN 0320-9725 . - doi : 10.1134/s032097251912011x .

Literatura

• Kovalenko A. (2021) Aptamers: grafický průvodce (komiks). Biomolekula. https://biomolecula.ru/articles/aptamery-graficheskii-gaid
• Buglak, A.A.; Samochvalov, A.V.; Zherdev, A. V.; Dzantiev, BB Metody a aplikace návrhu a modelování aptamerů 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., ... & Tan, W. (2021). Detekce cirkulujících cílů na základě aptamerů pro přesnou medicínu. Chemické recenze. PMID 33667075 doi : 10.1021/acs.chemrev.0c01140
• Kumar Kulabhusan, P., Hussain, B., & Yüce, M. (2020). Současné pohledy na aptamery jako diagnostické nástroje a terapeutické látky. Pharmaceutics, 12(7), 646. PMID 32659966 PMC 7407196 doi : 10.3390/pharmaceutics12070646
• Dembowski, Sean K. a Michael T. Bowser. "Mikrofluidní metody pro selekci a charakterizaci aptamerů." Analytik 143,1 (2018): 21-32. PMID 29094731 PMC 5819361 doi : 10.1039/c7an01046j
• Byun, J. (2021). Nedávný pokrok a příležitosti pro aptamery nukleových kyselin. Life, 11(3), 193. PMID 33671039 PMC 7997341 doi : 10,3390/life11030193
• Huang, J., Chen, X., Fu, X., Li, Z., Huang, Y., & Liang, C. (2021). Pokroky v objevování biomarkerů na bázi aptamerů. 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. In: Suman P., Chandra P. (eds.) Imunodiagnostické technologie od laboratoře po testování v místě péče. Springer, Singapur https://doi.org/10.1007/978-981-15-5823-8_9
• Nagar DN, Yathirajarao T., Kumar P., Kushwaha P., Suman P. (2021) Bead-Based SELEX pro výběr aptamerů a jejich aplikace při detekci různých antigenů. In: Suman P., Chandra P. (eds.) Imunodiagnostické technologie od laboratoře po testování v místě péče. Springer, Singapur https://doi.org/10.1007/978-981-15-5823-8_7
• Troisi R, Sica F. Aptamery: Funkčně-strukturní studie a biomedicínské aplikace . International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23(9):4796. doi : 10.3390/ijms23094796
• Riccardi, C., Napolitano, E., Musumeci, D., & Montesarchio, D. (2020). Dimerní a multimerní DNA aptamery pro vysoce účinné rozpoznávání proteinů. Molekuly, 25(22), 5227. PMID 33182593 PMC 7698228 doi : 10,3390/molekuly25225227
• Fong, TG, Chan, NY, Dillon, ST, Zhou, W., Tripp, B., Ngo, LH, ... & Libermann, TA (2019). Identifikace signatur plazmového proteomu spojených s chirurgickým zákrokem pomocí SOMAscan. Letopisy chirurgie. PMID 30946084 PMC 6832727 doi : 10.1097/SLA.0000000000003283
• Prante, M., Segal, E., Scheper, T., Bahnemann, J., & Walter, J. (2020). Aptasensory pro point-of-Care detekci malých molekul. Biosensors, 10(9), 108. PMID 32859075 PMC 7559136 doi : 10.3390/bios10090108
• Wang, T., Chen, L., Chikkanna, A., Chen, S., Brusius, I., Sbuh, N., & Veedu, R. N. (2021). Vývoj laterálních průtokových testů na bázi aptamerů nukleových kyselin: Robustní platforma pro nákladově efektivní diagnostiku v místě péče. Theranostics, 11(11), 5174. PMID 33859741 PMC 8039946 doi : 10,7150/thno.56471
• Shaban, S. M. a Kim, D. H. (2021). Nedávné pokroky v aptamerových senzorech. Senzory, 21(3), 979. PMID 33540523 PMC 7867169 doi : 10.3390/s21030979
• Aptamery pro lékařské aplikace. Od diagnostiky k terapii. Dong, Yiyang (Ed.) Springer Nature Singapore Pte Ltd. 2021, 462 stran https://doi.org/10.1007/978-981-33-4838-7
• Ji, D., Lyu, K., Zhao, H., & Kwok, C. K. (2021). Cirkulární L-RNA aptamer podporuje rozpoznávání cíle a řídí genovou aktivitu. Nucleic Acids Research, 49(13), 7280-7291. PMID 34233000 PMC 8287958 doi : 10.1093/nar/gkab593 Nový přístup k vývoji nástrojů zprostředkovaných aptamery pro genovou regulaci a další účely.