Sallitut selkärankarakenteen modifikaatiot RNaasi H -aktiivisissa antisenseoligonukleotideissä
875.92 KB
avoin
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
Lataukset69
Pysyvä osoite
Verkkojulkaisu
DOI
Tiivistelmä
Antisenseoligonukleotidit (ASO) ovat yksijuosteisia, noin 20 nukleotidin pituisia kemiallisesti modifioituja oligomeerejä, jotka sitoutuvat lähetti-RNA:han Watson-Crick-emäspariutumisen avulla. Terapeuttisia ASO:ita kehitetään neurologisten sairauksien hoitoon niiden geeni-ilmentymää hiljentävän vaikutuksen takia. ASO:iden suunnittelussa hyödynnetään gapmeerimallia, jossa DNA-pohjainen keskiosa (”ikkuna”) mahdollistaa RNaasi H -entsyymin katalysoiman lähetti-RNA:n pilkkomisen, joka johtaa sairautta aiheuttavan kohdeproteiinin translaation estämiseen. Keskiosa on herkkä kemiallisille muokkauksille. Sen sijaan reuna-alueissa (”siivet”) käytetään usein modifioituja ribonukleosideja farmakologisten ominaisuuksien parantamiseksi.
Oligonukleotideihin tulee tehdä modifikaatioita, sillä modifioimattomat oligonukleotidit pilkotaan elimistössä nopeasti nukleaasien toimesta. Modifikaatioilla parannetaan myös ASO:iden jakautumista kudoksiin, soluunpääsyä ja affiniteettia kohde-RNA:han. Selkärankarakenteen modifikaatiot parantavat ASO:iden nukleaasiresistenssiä. Fosforotioaattimodifikaatio (PS) on tutkituin selkärankarakenteen modifikaatio, ja se voidaan sijoittaa ASO:n ikkuna-alueelle häiritsemättä RNaasi H aktivaatiota. PS-modifkaatiot sitoutuvat proteiineihin, mikä huomattavasti parantaa niiden kudosjakautumista ja soluunpääsyä. Toisaalta epäspesifinen proteiinisitoutuminen aiheuttaa myös toksisuutta. Vaihtoehtoisia selkärankarakenteen modifikaatioita tutkitaan, koska halutaan optimoida ASO:iden terapeuttiset ominaisuudet. Muun muassa amidimodifikaatiota (AM) tutkitaan vaihtoehtoisena selkäranka-rakenteena, ja se on rakenteeltaan akiraalinen. AM-sidosta ei voida kuitenkaan sijoittaa ASO:n RNaasi H -herkälle ikkuna-alueelle.
Tällä hetkellä tutkimuksessa kiinnostus painottuu ASO:iden kudoskohdentamiseen, toksisuuden vähentämiseen ja alleeliselektiivisyyteen. ASO:iden kudoskohdentamista keskushermostoon on onnistuttu lisäämään fosforyyliguanidiinidiesterimodifikaatiolla (PN). Mesyylifosforamidaatti-modifikaatiolla (MsPA) on puolestaan vähennetty ASO:iden syto- ja maksatoksisuutta. Alleeli-selektiivisyydessä tavoitteena on säilyttää kohteena olevan geenin tyypillinen lähetti-RNA:n muoto, ja vähentää ainoastaan sairauden etenemisen kannalta merkittäviä mutatoituneita lähetti-RNA sekvenssejä. Alleeliselektiivisyyttä pyritään lisäämään muun muassa stereokemiaa muokkaamalla, ja lupaavia tuloksia on saatu PN-modifikaation stereokemiaa kontrolloimalla. Toinen potentiaalinen keino lisätä alleeliselektiivisyyttä on RNaasi H:n katkaisukohtien muuttaminen, ja on havaittu, että etynyylifosfonaattimodifikaatiolla (EP) katkaisukohtien muuttaminen on mahdollista.