Kemiallisesti muokattujen oligonukleotidien entsymaattinen synteesi

Abstract

Terapeuttiset oligonukleotidit ovat yleensä noin 20 nukleotidin mittaisia, kemiallisesti muokattuja nukleiinihappoja.1 Ne mahdollistavat hoidon sellaisiin sairauksiin, joihin ei kyetä vaikuttamaan perinteisillä pienmolekyylilääkkeillä. Lisäksi niillä on suhteellisen vähän sivuvaikutuksia useisiin muihin lääkeryhmiin verrattuna.1,2 Nämä ominaisuudet johtuvat niiden spesifisestä sitoutumisesta suoraan lähetti- tai esilähetti-RNA:han, mikä johtaa sairautta aiheuttavan kohdeproteiinin tuotantoon. Vaikutusmekanismi on siis pretranslationaalinen toisin kuin pienmolekyylilääkkeillä, jotka sitoutuvat sairautta aiheuttavaan proteiiniin.1,3 Keskikokoisia oligonukleotideja tuotetaan fosforamidiittikemialla automatisoidusti kiinteän faasin synteesillä ja pitkiä rokotteiksi soveltuvia RNA-juosteita biokatalyyttisesti käyttäen polymeraaseja.2 Kiinteän faasin synteesissä haasteina ovat muun muassa skaalautuvuus, kestävyys ja alhainen saanto pidempien oligonukleotidien synteesissä. Polymeraasipohjaisten menetelmien haasteena on, etteivät ne siedä substraateikseen kaikkia kemiallisesti modifioituja nukleotideja, eivätkä ne osaa sijoittaa modifikaatioita halutusti tiettyyn kohtaan sekvenssiä. Näiden haasteiden vuoksi on erittäin tärkeää kehittää uusia synteesimenetelmiä kemiallisesti muokattujen oligonukleotidien valmistamiseksi. Kehitteillä olevia menetelmiä, jotka voisivat ratkaista nämä haasteet, ovat ligaaseihin ja polymeraaseihin perustuvat uudenlaiset biokatalyyttiset synteesimenetelmät. Nämä pitävät sisällään sekä templaatista riippuvaisia että siitä riippumattomia menetelmiä kemiallisesti muokattujen oligonukleotidien valmistamiseksi.2