Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с SiRNA )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Смотрите также: РНК-интерференция

Посредническая интерференция РНК в культивируемых клетках млекопитающих.

Малая интерферирующая РНК ( миРНК ), иногда известная как короткая интерферирующая РНК или сайленсирующая РНК , представляет собой класс молекул двухцепочечной РНК некодирующей РНК , обычно длиной 20-27 пар оснований , подобных miРНК и действующих в рамках РНК-интерференции. (RNAi) путь. Он препятствует экспрессии конкретных генов с комплементарными нуклеотидными последовательностями, разрушая мРНК после транскрипции, предотвращая трансляцию . [1]

Структура [ править ]

SiRNA Structure2.svg

Встречающиеся в природе миРНК имеют четко определенную структуру, которая представляет собой короткую (обычно от 20 до 24 пар оснований ) двухцепочечную РНК (дцРНК) с фосфорилированными 5'-концами и гидроксилированными 3'-концами с двумя выступающими нуклеотидами. Шпигорезка фермент катализирует производство миРНКа из длинного дцРНКа и небольших шпилек РНКА . [2] миРНК также можно вводить в клетки путем трансфекции . Поскольку в принципе любой ген может быть сбит синтетической миРНК с комплементарной последовательностью, миРНК являются важным инструментом для проверки функции генов и нацеливания на лекарства в постгеномную эпоху.

История [ править ]

В 1998 году Эндрю Файер в Институт Карнеги в Вашингтоне , округ Колумбия , и Крейг Мелло в Университете штата Массачусетс в Вустере обнаружили RNAi механизм при работе на экспрессию гена в нематоды, Caenorhabditis Элеганс . [3] Они получили Нобелевскую премию за свои исследования с РНКи в 2006 году. SiРНК и их роль в посттранскрипционном молчании генов (PTGS) были обнаружены в растениях группой Дэвида Баулкомба в лаборатории Сейнсбери в Норвиче , Англияи сообщалось в Science в 1999 году. [4] Томас Тушл и его коллеги вскоре сообщили в Nature, что синтетические siRNAs могут индуцировать RNAi в клетках млекопитающих. [5] В 2001 году экспрессия определенного гена была успешно подавлена ​​путем введения химически синтезированной siRNA в клетки млекопитающих (Tuschl et al). Эти открытия привели к всплеску интереса к использованию РНКи для биомедицинских исследований и разработки лекарств . Значительные разработки в терапии миРНК были сделаны с использованием как органических (углеродных), так и неорганических (неуглеродных) наночастиц , которые оказались успешными в доставке лекарств в мозг., предлагая многообещающие методы доставки терапевтических средств людям. Однако применение siRNA на людях имело значительные ограничения на успех. Один из них не соответствует цели. Также существует вероятность того, что эти методы лечения могут вызвать врожденный иммунитет . [3] Модели на животных не смогли точно представить степень этой реакции у людей. Следовательно, изучение эффектов терапии миРНК было сложной задачей.  

В последние годы были одобрены методы лечения siRNA и созданы новые методы для решения этих проблем. Есть одобренные методы лечения, доступные для коммерческого использования, и некоторые из них в настоящее время ожидают одобрения. [ необходима ссылка ] [6]

Механизм [ править ]

Механизм, с помощью которого природная миРНК вызывает молчание генов посредством репрессии трансляции, происходит следующим образом:

siRNA Механизм
  1. Длинная дцРНК (которая может происходить из шпильки, комплементарных РНК и РНК-зависимых РНК-полимераз) расщепляется эндо-рибонуклеазой, называемой Дайсер . Дайсер разрезает длинную дцРНК с образованием короткой интерферирующей РНК или миРНК; это то, что позволяет молекулам образовывать РНК-индуцированный комплекс молчания (RISC).
  2. Как только миРНК попадает в клетку, она включается в другие белки с образованием RISC .
  3. Как только миРНК становится частью комплекса RISC, миРНК разворачивается с образованием одноцепочечной миРНК.
  4. Нить, которая является термодинамически менее стабильной из-за спаривания оснований на 5´ конце, выбирается, чтобы оставаться частью RISC-комплекса.
  5. Одноцепочечная миРНК, которая является частью комплекса RISC, теперь может сканировать и находить комплементарную мРНК.
  6. Как только одноцепочечная миРНК (часть комплекса RISC) связывается со своей мРНК-мишенью, она индуцирует расщепление мРНК .
  7. Теперь мРНК разрезается и распознается клеткой как аномальная. Это вызывает деградацию мРНК и, в свою очередь, отсутствие трансляции мРНК в аминокислоты, а затем в белки. Таким образом подавляется ген, кодирующий эту мРНК.

siRNA также похожа на miRNA , однако miRNA происходят из более коротких продуктов РНК в форме петли, обычно заставляют гены заглушать репрессию трансляции и обладают более широкой специфичностью действия, тогда как siRNA обычно работают, расщепляя мРНК перед трансляцией, и имеют 100% комплементарность. таким образом очень жесткая целевая специфичность. [7]

Индукция РНКи с использованием миРНК или их биосинтетических предшественников [ править ]

Дайсерный белок окрашен белковым доменом .

Нокдаун гена путем трансфекции экзогенной миРНК часто бывает неудовлетворительным, поскольку эффект носит временный характер, особенно в быстро делящихся клетках. Это можно преодолеть, создав вектор экспрессии для миРНК. Последовательность миРНК модифицируется для введения короткой петли между двумя цепями. Результирующий транскрипт представляет собой короткую шпильочную РНК (shRNA), которая может быть преобразована в функциональную siRNA с помощью Dicer обычным способом. [8] Типичные кассеты транскрипции используют промотор РНК-полимеразы III (например, U6 или H1) для управления транскрипцией малых ядерных РНК (мяРНК) (U6 участвует в сплайсинге генов ; H1 представляет собой РНКазу).компонент РНКазы Р человека). Предполагается, что полученный транскрипт siRNA затем обрабатывается Dicer .

Эффективность нокдауна гена также можно повысить, используя сжатие клеток . [9]

Активность миРНК в РНКи в значительной степени зависит от ее способности связываться с РНК-индуцированным комплексом сайленсинга (RISC). Связывание дуплексной миРНК с RISC сопровождается раскручиванием и расщеплением смысловой цепи эндонуклеазами. Оставшийся комплекс антисмысловая цепь-RISC может затем связываться с мРНК-мишенями для инициации подавления транскрипции. [10]

Активация РНК [ править ]

Было обнаружено, что дцРНК может также активировать экспрессию генов, механизм, который был назван «активацией гена, индуцированной малой РНК» или РНКа . Было показано, что дцРНК, нацеленные на промоторы генов, вызывают сильную активацию транскрипции ассоциированных генов. РНКа была продемонстрирована в клетках человека с использованием синтетических дцРНК, названных «малыми активирующими РНК» ( саРНК ). В настоящее время неизвестно, консервативна ли РНКа у других организмов. [11]

Посттранскрипционное молчание генов [ править ]

Индуцированное siRNA посттранскрипционное молчание гена начинается со сборки РНК-индуцированного комплекса сайленсинга (RISC). Комплекс подавляет экспрессию определенных генов, расщепляя молекулы мРНК, кодирующие гены-мишени. Чтобы начать процесс, одна из двух цепей миРНК, направляющая цепь (антисмысловая цепь), будет загружена в RISC, в то время как другая цепь, пассажирская цепь (смысловая цепь), будет разрушена. Некоторые ферменты Dicer могут отвечать за загрузку направляющей цепи в RISC. [12] Затем siRNA сканирует и направляет RISC к идеально комплементарной последовательности на молекулах мРНК. [13]Считается, что расщепление молекул мРНК катализируется доменом Piwi белков Argonaute RISC. Затем молекула мРНК точно разрезается путем разрыва фосфодиэфирной связи между нуклеотидами-мишенями, которые спарены с остатками миРНК 10 и 11, считая от 5'-конца. [14] Это расщепление приводит к фрагментам мРНК, которые далее разрушаются клеточными экзонуклеазами . 5' фрагмент деградирует от его 3' - конца с помощью экзоса в то время как 3' фрагмента деградирует от его 5' - конца к 5' -3' exoribonuclease 1 ( XRN1 ). [15]Диссоциация цепи мРНК-мишени от RISC после расщепления позволяет заглушить большее количество мРНК. Этому процессу диссоциации, вероятно, способствуют внешние факторы, вызванные гидролизом АТФ . [14]

Иногда расщепления целевой молекулы мРНК не происходит. В некоторых случаях эндонуклеолитическое расщепление фосфодиэфирного остова может подавляться несовпадением миРНК и целевой мРНК вблизи сайта расщепления. В других случаях белки Argonaute RISC не обладают эндонуклеазной активностью, даже если мРНК-мишень и миРНК идеально спарены. [14] В таких случаях экспрессия гена будет подавлена ​​механизмом, индуцированным miRNA. [13]

Упрощенная версия метода пинг-понга, включающая белки Aubergine (Aub) и Argonaute-3 (Ago3), расщепляющие 3 'и 5' концы piRNA.

Piwi-взаимодействующие РНК несут ответственность за подавление транспозонов и не являются миРНК. [16]

Проблемы: избегание неспецифических эффектов [ править ]

Поскольку РНКи пересекается с рядом других путей, неудивительно, что иногда неспецифические эффекты запускаются экспериментальным введением миРНК. [17] [18] Когда клетка млекопитающего встречает двухцепочечную РНК, такую ​​как миРНК, она может принять ее за побочный продукт вируса и вызвать иммунный ответ. Более того, поскольку структурно родственные микроРНК модулируют экспрессию генов в значительной степени за счет неполных взаимодействий пар оснований комплементарности с мРНК- мишенью , введение миРНК может вызвать непреднамеренное отклонение от цели. Химические модификации миРНК могут изменять термодинамические свойства, что также приводит к потере однонуклеотидной специфичности. [19]

Врожденный иммунитет [ править ]

Введение слишком большого количества миРНК может привести к неспецифическим событиям из-за активации врожденных иммунных ответов. [20] На сегодняшний день большинство данных свидетельствует о том, что это, вероятно, связано с активацией PKR сенсора дцРНК, хотя может быть задействован ген I, индуцируемый ретиноевой кислотой (RIG-I). [21] Также описана индукция цитокинов через толл-подобный рецептор 7 (TLR7). Химическая модификация siRNA используется для снижения активации врожденного иммунного ответа на функцию генов и терапевтическое применение. Одним из многообещающих методов снижения неспецифических эффектов является преобразование миРНК в микроРНК. [22]МикроРНК встречаются в природе, и, используя этот эндогенный путь, должно быть возможно достичь подобного нокдауна гена при сравнительно низких концентрациях образующихся миРНК. Это должно минимизировать неспецифические эффекты.

Нецелевой [ править ]

Нецелевое использование - еще одна проблема для использования миРНК в качестве инструмента нокдауна гена. [18] Здесь гены с неполной комплементарностью непреднамеренно подавляются siRNA (фактически, siRNA действует как miRNA), что приводит к проблемам в интерпретации данных и потенциальной токсичности. Это, однако, может быть частично решено путем разработки соответствующих контрольных экспериментов, и в настоящее время разрабатываются алгоритмы конструирования миРНК для получения миРНК, свободных от мишени. Затем можно использовать анализ экспрессии в масштабе всего генома, например, с помощью технологии микрочипов, для проверки этого и дальнейшего уточнения алгоритмов. В статье 2006 г. из лаборатории доктора Хворовой говорится о вовлечении участков длиной 6 или 7 пар оснований, начиная с позиции 2, в соответствие siRNA с областями 3'UTR в генах, не являющихся мишенями. [23]

Адаптивные иммунные ответы [ править ]

Простые РНК могут быть плохими иммуногенами, но легко могут быть созданы антитела против комплексов РНК-белок. Многие аутоиммунные заболевания видят эти типы антител. Сообщений об антителах против миРНК, связанных с белками, пока не поступало. Некоторые методы доставки миРНК соединяют полиэтиленгликоль (ПЭГ) с олигонуклеотидом, уменьшая выведение и улучшая период полужизни в кровотоке. Однако недавно Regado Biosciences пришлось прекратить крупное испытание фазы III аптамера ПЭГилированной РНК против фактора IX из-за тяжелой анафилактической реакции на часть РНК ПЭГ. Эта реакция в некоторых случаях приводила к смерти и вызывает серьезные опасения по поводу доставки миРНК, когда задействованы ПЭГилированные олигонуклеотиды. [24]

Насыщение механизма RNAi [ править ]

Трансфекция миРНК в клетки обычно снижает экспрессию многих генов, однако также наблюдается повышенная регуляция генов. Повышение экспрессии генов можно частично объяснить предсказанными генами-мишенями эндогенных miRNA. Вычислительный анализ более 150 экспериментов по трансфекции миРНК поддерживает модель, в которой экзогенные миРНК могут насыщать эндогенный аппарат РНКи, что приводит к дерепрессии генов, регулируемых эндогенными миРНК. [25]Таким образом, в то время как миРНК могут вызывать нежелательные эффекты вне мишени, то есть непреднамеренное подавление мРНК посредством частичного совпадения последовательностей между миРНК и мишенью, насыщение аппарата РНКи является еще одним отличным неспецифическим эффектом, который включает дерепрессию генов, регулируемых miРНК. и приводит к аналогичным проблемам с интерпретацией данных и потенциальной токсичностью. [26]

Химическая модификация [ править ]

siRNA были химически модифицированы для усиления их терапевтических свойств, таких как повышенная активность, повышенная стабильность сыворотки, меньшее количество нецелевых и пониженная иммунологическая активация. Подробная база данных всех таких химических модификаций вручную представлена в научной литературе как siRNAmod . [27] Химическая модификация миРНК также может непреднамеренно привести к потере однонуклеотидной специфичности. [28]

Терапевтические приложения и проблемы [ править ]

Учитывая способность подавлять, по сути, любой интересующий ген, РНКи через миРНК вызвали большой интерес как в фундаментальной [29], так и в прикладной биологии.

Одной из самых больших проблем для терапевтических средств на основе siRNA и RNAi является внутриклеточная доставка. [30] siRNA также имеет слабую стабильность и фармакокинетическое поведение. [31] Доставка миРНК с помощью наночастиц оказалась многообещающей. [30] олигонуклеотиды миРНК in vivo уязвимы для деградации плазменными и тканевыми эндонуклеазами и экзонуклеазами [32] и показали лишь умеренную эффективность в локализованных местах доставки, таких как глаз человека. [33] Доставка чистой ДНК организмам-мишеням является сложной задачей, поскольку ее большой размер и структура не позволяют ей легко диффундировать через мембраны . [30]Олиго siRNA обходят эту проблему из-за их небольшого размера 21-23 олигонуклеотидов. [34] Это позволяет осуществлять доставку через наноразмерные средства доставки, называемые нановекторами. [33]

Хороший нановектор для доставки миРНК должен защищать миРНК от деградации, обогащать миРНК в органе-мишени и способствовать поглощению миРНК клетками. [32] Три основные группы нановекторов миРНК: липидные, нелипидные органические и неорганические. [32] Липидная основой nanovectors идеально подходит для доставки миРНКа в солидные опухоли, [32] , но и другие виды рака может требовать различных нелипидных на основе органических nanovectors , такие как циклодекстрин наночастицы на основе. [32] [35]

Было показано, что миРНК, доставляемые с помощью наночастиц на основе липидов, обладают терапевтическим потенциалом при нарушениях центральной нервной системы ( ЦНС) . [36] Расстройства центральной нервной системы не редкость, но гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) часто блокирует доступ потенциальных терапевтических средств к мозгу . [36] siRNA, которые нацелены на белки оттока на поверхности BBB и подавляют их, вызывают увеличение проницаемости BBB. [36] миРНК, доставляемая через наночастицы на основе липидов, способна полностью пересекать ГЭБ. [36]

Огромная трудность в доставке siRNA - это проблема нецелевого действия. [30] [33] Поскольку гены читаются в обоих направлениях, существует вероятность того, что даже если предполагаемая антисмысловая цепь миРНК считывается и нокаутирует целевую мРНК, смысловая цепь миРНК может нацеливаться на другой белок, участвующий в другой функции. [37]

По результатам фазы I первых двух испытаний терапевтической РНКи (показанных для возрастной дегенерации желтого пятна , также известной как AMD) в конце 2005 г. сообщалось, что миРНК хорошо переносятся и обладают подходящими фармакокинетическими свойствами. [38]

В ходе фазы 1 клинического испытания 41 пациенту с метастазами рака в печень была введена РНКи, доставляемая через липидные наночастицы . РНКи нацелены на два гена, кодирующие ключевые белки роста раковых клеток, фактор роста эндотелия сосудов ( VEGF ) и белок веретена кинезина ( KSP ). Результаты показали клиническую пользу: рак либо стабилизировался через шесть месяцев, либо у некоторых пациентов произошел регресс метастазов. Фармакодинамический анализ образцов биопсии пациентов выявил присутствие в образцах конструкций РНКи, что доказывает, что молекулы достигли намеченной цели. [39][40]

Испытания, подтверждающие концепцию, показали, что миРНК, нацеленные на Эболу, могут быть эффективны в качестве постконтактной профилактики у людей, при этом 100% нечеловеческих приматов выживают после смертельной дозы Заирского эболавируса, самого смертельного штамма. [41]

Внутриклеточная доставка [ править ]

Доставка миРНК внутри клетки продолжает оставаться проблемой. Существует три основных метода доставки миРНК, которые различаются по эффективности и токсичности.

Трансфекция [ править ]

В этом методе siRNA сначала должна быть сконструирована против целевого гена. Как только миРНК настроена против гена, она должна быть эффективно доставлена ​​с помощью протокола трансфекции. Доставка обычно осуществляется с помощью катионных липосом , полимерных наночастиц и липидной конъюгации. [42] Этот метод имеет преимущество, поскольку он может доставлять миРНК к большинству типов клеток, имеет высокую эффективность и воспроизводимость, и предлагается на коммерческой основе. Наиболее распространенными коммерческими реагентами для трансфекции миРНК являются липофектамин и неоновая трансфекция . Однако он не совместим со всеми типами клеток и имеет низкую эффективность in vivo. [43] [44]

Электропорация [ править ]

Основная статья: Электропорация

Электрические импульсы также используются для внутриклеточной доставки миРНК в клетки. Клеточная мембрана состоит из фосфолипидов, что делает ее чувствительной к электрическому полю. Когда инициируются быстрые, но мощные электрические импульсы, молекулы липидов переориентируются, претерпевая тепловые фазовые переходы из-за нагрева. Это приводит к образованию гидрофильных пор и локализованным возмущениям в липидной двухслойной клеточной мембране, что также вызывает временную потерю полупроницаемости. Это позволяет ускользать от многих внутриклеточных материалов, таких как ионы и метаболиты, а также одновременно поглощать лекарства, молекулярные зонды и нуклеиновые кислоты. Для клеток, которые трудно трансфектировать, выгодна электропорация, однако гибель клеток более вероятна при использовании этого метода. [45]

Этот метод использовался для доставки миРНК, нацеленной на VEGF, в ксенотрансплантаты опухолей у мышей nude, что привело к значительному подавлению роста опухоли. [46]

Вирусно-опосредованная доставка [ править ]

Эффекты подавления гена трансфицированной сконструированной миРНК обычно временны, но эту трудность можно преодолеть с помощью подхода РНКи. Доставка этой миРНК из ДНК-матриц может осуществляться с помощью нескольких рекомбинантных вирусных векторов на основе ретровируса, аденоассоциированного вируса, аденовируса и лентивируса. [47] Последний является наиболее эффективным вирусом, который стабильно доставляет миРНК к клеткам-мишеням, поскольку он может трансдуктировать неделящиеся клетки, а также напрямую нацеливаться на ядро. [48]Эти специфические вирусные векторы были синтезированы для эффективного облегчения siRNA, которая нежизнеспособна для трансфекции в клетки. Другой аспект заключается в том, что в некоторых случаях синтетические вирусные векторы могут интегрировать миРНК в геном клетки, что обеспечивает стабильную экспрессию миРНК и долговременный нокдаун гена. Этот метод выгоден тем, что он in vivo и эффективен для трудно трансфицируемых клеток. Однако возникают проблемы, поскольку он может запускать противовирусные реакции в некоторых типах клеток, приводя к мутагенным и иммуногенным эффектам.

Этот метод потенциально может использоваться в подавлении генов центральной нервной системы для лечения болезни Хантингтона . [49]

Текущие методы лечения [ править ]

Спустя десятилетие после открытия механизма РНКи в 1993 году фармацевтический сектор вложил значительные средства в исследования и разработку терапии миРНК. У этой терапии есть несколько преимуществ перед небольшими молекулами и антителами. Его можно вводить ежеквартально или каждые шесть месяцев. Другое преимущество состоит в том, что, в отличие от низкомолекулярных и моноклональных антител, которым необходимо распознавать специфическую конформацию белка, миРНК функционирует за счет спаривания оснований Уотсона-Крика с мРНК. Следовательно, любая молекула-мишень, которую необходимо обрабатывать с высокой аффинностью и специфичностью, может быть выбрана, если доступна правильная нуклеотидная последовательность. [31]Одной из самых больших проблем, которую необходимо было преодолеть исследователям, было определение и создание системы доставки, через которую лекарства будут проникать в организм. И что иммунная система часто ошибочно принимает методы лечения РНКи как остатки инфекционных агентов, которые могут вызвать иммунный ответ. [3] Животные модели неточно отражали степень иммунного ответа, который наблюдался у людей, несмотря на обещание в лечении, инвесторы отказались от РНКи. [3]

Однако было несколько компаний, которые продолжили разработку РНКи-терапии для людей. Alnylam Pharmaceuticals , Sirna Therapeutics и Dicerna Pharmaceuticals - лишь немногие из компаний, которые все еще работают над выводом на рынок препаратов для лечения РНКи. Выяснилось, что почти все виды терапии миРНК, вводимые в кровоток, накапливаются в печени. Вот почему большинство первых мишеней для лекарств были заболеваниями, поражающими печень. Неоднократные исследования также пролили свет на улучшение химического состава молекулы РНК для снижения иммунного ответа, что впоследствии практически не вызывает побочных эффектов. [50] Ниже перечислены некоторые одобренные методы лечения или терапии, находящиеся в стадии разработки.

Alnylam Pharmaceuticals [ править ]

В 2018 году Alnylam Pharmaceuticals стала первой компанией, которая одобрила терапию siRNA FDA . Онпатро (патисиран) был одобрен для лечения полинейропатии наследственного транстиретин-опосредованного (hATTR) амилоидоза у взрослых. hATTR - редкое, прогрессирующее изнурительное состояние. От него страдают 50 000 человек во всем мире. Чтобы доставить лекарство непосредственно в печень, миРНК заключена в липидную наночастицу. Молекула миРНК останавливает производство амилоидных белков, препятствуя производству РНК аномальных белков TTR. Это предотвращает накопление этих белков в разных органах тела и помогает пациентам справиться с этим заболеванием. [ необходима цитата ]

Другие варианты лечения hATTR - ортотопическая трансплантация печени (ОТП), которая потенциально может помочь, если болезнь все еще находится на ранней стадии. Однако ОТП может только замедлить прогрессирование заболевания, но не лечить его. Существуют также низкомолекулярные препараты, обеспечивающие временное облегчение. До выпуска Onpattro возможности лечения hATTR были ограничены. После одобрения Onpattro FDA присвоило Alnylam звание «Прорыв в терапии», которое присваивается лекарствам, предназначенным для лечения серьезных заболеваний и являющимся существенным улучшением по сравнению с любой доступной терапией. Он также был удостоен звания орфанных лекарств, присваиваемых тем препаратам, которые предназначены для безопасного лечения состояний, затрагивающих менее 200 000 человек. [51]

В 2019 году FDA одобрило вторую терапию РНКи, гивлаари (гивосиран), используемую для лечения острой печеночной порфирии (AHP). Заболевание возникает из-за накопления молекул токсичного порфобилиногена (PBG), которые образуются при производстве гема. Эти молекулы накапливаются в разных органах, и это может привести к симптомам или приступам AHP.

Гивлаари - это препарат миРНК, который подавляет экспрессию синтазы 1 аминолевулиновой кислоты (ALAS1), фермента печени, участвующего в ранней стадии образования гема. Подавление ALAS1 снижает уровни нейротоксических промежуточных продуктов, вызывающих симптомы AHP. [31]

Годы исследований привели к лучшему пониманию методов лечения миРНК, помимо тех, которые влияют на печень. Alnylam Pharmaceuticals в настоящее время участвует в терапии , которые могут лечить амилоидоз и ЦНС расстройства , такие как болезнь Хантингтона и болезнь Альцгеймера . [3] Они также недавно начали сотрудничать с Regeneron Pharmaceuticals для разработки методов лечения заболеваний ЦНС, глаз и печени.

По состоянию на 2020 год ONPATTRO и GIVLAARI доступны для коммерческого применения, а две миРНК, люмасиран (ALN-GO1) и инклюзиран, были поданы на заявку на новое лекарство в FDA. Несколько siRNA проходят фазу 3 клинических исследований, и больше кандидатов находятся на ранней стадии развития. [31] В 2020 году компании Alnylam и Vir Pharmaceuticals объявили о партнерстве и начали работу над РНКи-терапией, которая будет лечить тяжелые случаи COVID-19.  

Другими компаниями, добившимися успеха в разработке линейки препаратов siRNA, являются Dicerna Pharmaceuticals, партнер Eli Lily, и Arrowhead Pharmaceuticals, партнер Johnson and Johnson . Несколько других крупных фармацевтических компаний, таких как Amgen и AstraZeneca , также вложили значительные средства в терапию миРНК, поскольку они видят потенциальный успех этой области биологических препаратов. [ необходима цитата ]

См. Также [ править ]

  • Джин нокдаун
  • Подавление гена
  • Синтез олигонуклеотидов
  • EsiRNA
  • НациРНК
  • МикроРНК
  • Вироид
  • РНК-интерференция
  • CRISPR
  • Дхармакон
  • Persomics

Ссылки [ править ]

  1. ^ Lagana А, Д Венециано, Руссо Ж, Pulvirenti А, Giugno R, Кроче СМ, Ферро А (2015). «Вычислительный дизайн искусственных молекул РНК для регуляции генов». Биоинформатика РНК . Методы молекулярной биологии. 1269 . С. 393–412. DOI : 10.1007 / 978-1-4939-2291-8_25 . ISBN 978-1-4939-2290-1. PMC  4425273 . PMID  25577393 .
  2. ^ Bernstein E, Caudy А.А., Hammond С.М., Ханнон GJ (январь 2001). «Роль бидентатной рибонуклеазы на этапе инициации РНК-интерференции». Природа . 409 (6818): 363–6. Bibcode : 2001Natur.409..363B . DOI : 10.1038 / 35053110 . PMID 11201747 . S2CID 4371481 .  
  3. ^ a b c d e Eisenstein M (16 октября 2019 г.). «Американские горки Фармы отношения с терапией РНК» . Природа . 574 (7778): S4 – S6. Bibcode : 2019Natur.574S ... 4E . DOI : 10.1038 / d41586-019-03069-3 . S2CID 204741280 . 
  4. ^ Гамильтон AJ, Baulcombe DC (октябрь 1999). «Вид малой антисмысловой РНК в посттранскрипционном молчании генов у растений». Наука . 286 (5441): 950–2. DOI : 10.1126 / science.286.5441.950 . PMID 10542148 . S2CID 17480249 .  
  5. ^ Elbashir С.М., Harborth Дж, Lendeckel Вт, Шерген А, Вебер К, Tuschl Т (май 2001 г.). «Дуплексы 21-нуклеотидной РНК опосредуют РНК-интерференцию в культивируемых клетках млекопитающих». Природа . 411 (6836): 494–8. Bibcode : 2001Natur.411..494E . DOI : 10.1038 / 35078107 . PMID 11373684 . S2CID 710341 .  
  6. ^ «Новый вид наркотиков, подавляющий гены, получает одобрение FDA» . The Wall Street Journal . 10 августа 2018 . Проверено 26 марта 2021 года .
  7. ↑ Mack GS (июнь 2007 г.). «МикроРНК переходит к делу». Природа Биотехнологии . 25 (6): 631–8. DOI : 10.1038 / nbt0607-631 . PMID 17557095 . S2CID 35357127 .  
  8. ^ «РНК Интерференция (РНКи)» . Проверено 27 июля 2018 года .
  9. ^ Шарей А, Золдан Дж, Адамо А, Сим Вай, Чо Н, Джексон Э и др. (Февраль 2013). «Безвекторная микрофлюидная платформа для внутриклеточной доставки» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (6): 2082–7. Bibcode : 2013PNAS..110.2082S . DOI : 10.1073 / pnas.1218705110 . PMC 3568376 . PMID 23341631 .  
  10. ^ Daneholt, B. (2006). «Дополнительная информация: РНК-интерференция». Премия за роман по физиологии и медицине .
  11. Перейти ↑ Li L (2008). «Активация малых РНК-опосредованных генов». В Моррис К.В. (ред.). РНК и регуляция экспрессии генов: скрытый уровень сложности . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-25-7.
  12. ↑ Lee YS, Nakahara K, Pham JW, Kim K, He Z, Sontheimer EJ, Carthew RW (апрель 2004 г.). «Различная роль Drosophila Dicer-1 и Dicer-2 в путях сайленсинга siRNA / miRNA». Cell . 117 (1): 69–81. DOI : 10.1016 / s0092-8674 (04) 00261-2 . PMID 15066283 . S2CID 6683459 .  
  13. ^ a b Carthew RW, Sontheimer EJ (февраль 2009 г.). «Происхождение и механизмы миРНК и миРНК» . Cell . 136 (4): 642–55. DOI : 10.1016 / j.cell.2009.01.035 . PMC 2675692 . PMID 19239886 .  
  14. ^ a b c Томари Y, Заморе PD (март 2005 г.). «Перспектива: машины для РНКи» . Гены и развитие . 19 (5): 517–29. DOI : 10,1101 / gad.1284105 . PMID 15741316 . 
  15. ^ Орбан TI, Izaurralde E (апрель 2005). «Для распада мРНК, на которую нацелена RISC, требуется XRN1, лыжный комплекс и экзосома» . РНК . 11 (4): 459–69. DOI : 10,1261 / rna.7231505 . PMC 1370735 . PMID 15703439 .  
  16. ^ Ozata Д.М., Гайнетдинов я, Zoch А, Филлип D, Zamore PD (2019). «РНК, взаимодействующие с PIWI: малые РНК с большими функциями». Природа Обзоры Генетики . 20 (2): 89–108. DOI : 10.1038 / s41576-018-0073-3 . PMID 30446728 . 
  17. Перейти ↑ Jackson AL, Linsley PS (январь 2010 г.). «Распознавание и предотвращение нецелевых эффектов siRNA для идентификации мишеней и терапевтического применения». Обзоры природы. Открытие наркотиков . 9 (1): 57–67. DOI : 10.1038 / nrd3010 . PMID 20043028 . S2CID 20903257 .  
  18. ^ a b Woolf TM, Мелтон Д.А., Дженнингс К.Г. (август 1992 г.). «Специфичность антисмысловых олигонуклеотидов in vivo» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 89 (16): 7305–9. Bibcode : 1992PNAS ... 89.7305W . DOI : 10.1073 / pnas.89.16.7305 . PMC 49698 . PMID 1380154 .  
  19. Перейти ↑ Dua P, Yoo JW, Kim S, Lee DK (сентябрь 2011 г.). «Модифицированная структура siRNA с выступом из одного нуклеотида преодолевает обычное siRNA-опосредованное молчание вне мишени» . Молекулярная терапия . 19 (9): 1676–87. DOI : 10.1038 / mt.2011.109 . PMC 3182346 . PMID 21673662 .  
  20. ↑ Whitehead KA, Dahlman JE, Langer RS, Anderson DG (17 июня 2011 г.). «Молчание или стимуляция? SiRNA доставки и иммунной системы». Ежегодный обзор химической и биомолекулярной инженерии . 2 (1): 77–96. DOI : 10,1146 / annurev-chembioeng-061010-114133 . PMID 22432611 . S2CID 28803811 .  
  21. ^ Matsumiya T, Stafforini DM (2010). «Функция и регуляция гена-I, индуцируемого ретиноевой кислотой» . Критические обзоры в иммунологии . 30 (6): 489–513. DOI : 10,1615 / critrevimmunol.v30.i6.10 . PMC 3099591 . PMID 21175414 .  
  22. ^ Barøy T, Соренсен K, Линдеберга MM, Frengen E (июнь 2010). «конструкции экспрессии shRNA, созданные непосредственно из олигонуклеотидных последовательностей siRNA». Молекулярная биотехнология . 45 (2): 116–20. DOI : 10.1007 / s12033-010-9247-8 . PMID 20119685 . S2CID 24309609 .  
  23. ^ Бирмингем A, Андерсон EM, Рейнольдс A, Ильсли-Тайри D, Лик D, Федоров Y и др. (Март 2006 г.). «3 'совпадения начального числа UTR, но не общая идентичность, связаны с нецелевыми РНКи». Методы природы . 3 (3): 199–204. DOI : 10.1038 / nmeth854 . PMID 16489337 . S2CID 52809577 .  
  24. ^ Wittrup А, Либерман J (сентябрь 2015). «Заболевание с ног на голову: отчет о прогрессе в терапии миРНК» . Обзоры природы. Генетика . 16 (9): 543–52. DOI : 10.1038 / nrg3978 . PMC 4756474 . PMID 26281785 .  
  25. ^ Хан AA, Бетель D, Миллер М. Л., Sander C, Лесли CS, DS Marks (июнь 2009). «Трансфекция малых РНК глобально нарушает регуляцию генов эндогенными микроРНК» . Природа Биотехнологии . 27 (6): 549–55. DOI : 10.1038 / nbt.1543 . PMC 2782465 . PMID 19465925 .  
  26. ↑ Grimm D, Streetz KL, Jopling CL, Storm TA, Pandey K, Davis CR и др. (Май 2006 г.). «Смертельный исход у мышей из-за перенасыщения клеточных путей микроРНК / коротких шпилечных РНК». Природа . 441 (7092): 537–41. Bibcode : 2006Natur.441..537G . DOI : 10,1038 / природа04791 . PMID 16724069 . S2CID 15118504 .  
  27. ↑ Дар С.А., Такур А., Куреши А., Кумар М. (январь 2016 г.). «siRNAmod: база данных экспериментально подтвержденных химически модифицированных siRNA» . Научные отчеты . 6 (1): 20031. Bibcode : 2016NatSR ... 620031D . DOI : 10.1038 / srep20031 . PMC 4730238 . PMID 26818131 .  
  28. ^ Hickerson RP, Smith FJ, Reeves RE, Contag CH, Leake D, Leachman SA и др. (Март 2008 г.). «Однонуклеотид-специфическое нацеливание siRNA в доминантно-негативной модели кожи». Журнал следственной дерматологии . 128 (3): 594–605. CiteSeerX 10.1.1.465.8240 . DOI : 10.1038 / sj.jid.5701060 . PMID 17914454 .  
  29. ^ Алексеев О.М., Ричардсон RT, Алексеев O, O'Rand MG (май 2009). «Анализ профилей экспрессии генов в клетках HeLa в ответ на сверхэкспрессию или опосредованное siRNA истощение NASP» . Репродуктивная биология и эндокринология . 7 (1): 45. DOI : 10,1186 / 1477-7827-7-45 . PMC 2686705 . PMID 19439102 .  
  30. ^ a b c d Петрокка Ф., Либерман Дж. (февраль 2011 г.). «Перспектива и проблема терапии рака на основе РНК-интерференции». Журнал клинической онкологии . 29 (6): 747–54. DOI : 10.1200 / JCO.2009.27.6287 . PMID 21079135 . S2CID 15337692 .  
  31. ^ а б в г Ху Б, Чжун Л, Вен Й, Пэн Л, Хуанг И, Чжао Й, Лян С Дж. (июнь 2020 г.). «Терапевтическая миРНК: современное состояние» . Сигнальная трансдукция и таргетная терапия . 5 (1): 101. DOI : 10.1038 / s41392-020-0207-х . PMC 7305320 . PMID 32561705 .  
  32. ^ а б в г д Шен Х, ВС Т, Феррари М (июнь 2012 г.). «Нановектор доставки миРНК для лечения рака» . Генная терапия рака . 19 (6): 367–73. DOI : 10.1038 / cgt.2012.22 . PMC 3842228 . PMID 22555511 .  
  33. ^ a b c Бернетт Дж. С., Росси Дж. Дж. (январь 2012 г.). «Терапия на основе РНК: текущий прогресс и перспективы на будущее» . Химия и биология . 19 (1): 60–71. DOI : 10.1016 / j.chembiol.2011.12.008 . PMC 3269031 . PMID 22284355 .  
  34. ^ Elbashir С.М., Lendeckel Вт, Tuschl Т (январь 2001). «РНК-интерференция опосредуется 21- и 22-нуклеотидными РНК» . Гены и развитие . 15 (2): 188–200. DOI : 10,1101 / gad.862301 . PMC 312613 . PMID 11157775 .  
  35. ^ Heidel JD, Yu Z, Liu JY, Rele SM, Liang Y, Zeidan RK и др. (Апрель 2007 г.). «Введение приматам, не являющимся человеком, возрастающих внутривенных доз нацеленных наночастиц, содержащих миРНК M2 субъединицы рибонуклеотидредуктазы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (14): 5715–21. DOI : 10.1073 / pnas.0701458104 . PMC 1829492 . PMID 17379663 .  
  36. ^ a b c d Гомес М.Дж., Драйер Дж., Брюэр Дж., Мартинс С., Брандл М., Сарменто Б. (апрель 2016 г.). «Новый подход к модели гематоэнцефалического барьера на основе фосфолипидных везикул: развитие мембран и проницаемость наночастиц, нагруженных миРНК». Журнал мембрановедения . 503 : 8–15. DOI : 10.1016 / j.memsci.2016.01.002 .
  37. Перейти ↑ Shukla RS, Qin B, Cheng K (октябрь 2014 г.). «Пептиды, используемые для доставки малых некодирующих РНК» . Молекулярная фармацевтика . 11 (10): 3395–408. DOI : 10.1021 / mp500426r . PMC 4186677 . PMID 25157701 .  
  38. ^ Тансей В (11 августа 2006). «Перспективный глазной препарат от фирмы SF / лечение дегенерации желтого пятна препятствует передаче сообщений РНК» . SFGATE .
  39. ^ «Исследование впервые демонстрирует терапевтический эффект подавления гена РНКи при лечении рака» (пресс-релиз). Институт онкологии Валль д'Эброн. 11 февраля 2013 г.
  40. ^ Табернеро Дж., Шапиро Дж. И., Ло Руссо П. М., Сервантес А., Шварц Г. К., Вайс Г. Дж. И др. (Апрель 2013). «Первое испытание на людях терапевтического средства РНК-интерференции, направленного на VEGF и KSP, у онкологических больных с поражением печени» . Открытие рака . 3 (4): 406–17. DOI : 10.1158 / 2159-8290.CD-12-0429 . PMID 23358650 . 
  41. ^ Гейсберт Т.В., Ли А.С., Роббинс М., Гейсберт Дж. Б., Хонко А. Н., Суд В. и др. (Май 2010 г.). «Постконтактная защита приматов, не являющихся людьми, от заражения смертельным вирусом Эбола с помощью РНК-интерференции: исследование, подтверждающее правильность концепции» . Ланцет . 375 (9729): 1896–905. DOI : 10.1016 / S0140-6736 (10) 60357-1 . PMC 7138079 . PMID 20511019 .  
  42. ^ Fanelli A (2016). «Трансфекция: трансфекция in vitro » . Проверено 5 декабря 2017 года .
  43. Перейти ↑ Jensen K, Anderson JA, Glass EJ (апрель 2014 г.). «Сравнение доставки малых интерферирующих РНК (миРНК) в макрофаги, полученные из моноцитов крупного рогатого скота, путем трансфекции и электропорации» . Ветеринарная иммунология и иммунопатология . 158 (3–4): 224–32. DOI : 10.1016 / j.vetimm.2014.02.002 . PMC 3988888 . PMID 24598124 .  
  44. Перейти ↑ Chatterjea MN (2012). Учебник медицинской биохимии (8-е изд.). Нью-Дели: издательство Jaypee Brothers Medical. п. 304.
  45. ^ «Способы доставки миРНК в клетки млекопитающих» . 13 октября 2016 г.
  46. ^ Такеи Y (2014). «Электропорация-опосредованная доставка миРНК в опухоли». Протоколы электропорации . Методы молекулярной биологии. 1121 . С. 131–8. DOI : 10.1007 / 978-1-4614-9632-8_11 . ISBN 978-1-4614-9631-1. PMID  24510818 .
  47. ^ Talwar GP, Хаснайн S, Зарин SK (январь 2016). Учебник биохимии, биотехнологии, смежной и молекулярной медицины (4-е изд.). PHI Learning Private Limited. п. 873. ISBN 978-81-203-5125-7.
  48. Перейти ↑ Morris KV, Rossi JJ (март 2006 г.). «Опосредованная лентивирусами доставка миРНК для противовирусной терапии» . Генная терапия . 13 (6): 553–8. DOI : 10.1038 / sj.gt.3302688 . PMC 7091755 . PMID 16397511 .  
  49. ^ Камбон K, Déglon N (2013). Опосредованный лентивирусами перенос генов миРНК для лечения болезни Хантингтона . Методы молекулярной биологии. 1010 . С. 95–109. DOI : 10.1007 / 978-1-62703-411-1_7 . ISBN 978-1-62703-410-4. PMID  23754221 .
  50. ^ Tiemann K, Росси JJ (июнь 2009). «Текущее состояние, проблемы и перспективы терапии на основе РНКи» . EMBO Молекулярная медицина . 1 (3): 142–51. DOI : 10.1002 / emmm.200900023 . PMC 3378126 . PMID 20049714 .  
  51. ^ «FDA одобряет первую в своем роде таргетную терапию на основе РНК для лечения редкого заболевания» (пресс-релиз). Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. 10 августа 2018.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Хэннон Дж. Дж., Росси Дж. Дж. (Сентябрь 2004 г.). «Раскрытие потенциала человеческого генома с помощью РНК-интерференции». Природа . 431 (7006): 371–8. Bibcode : 2004Natur.431..371H . DOI : 10,1038 / природа02870 . PMID  15372045 . S2CID  4410723 .
  • Du Rietz H, Hedlund H, Wilhelmson S, Nordenfelt P, Wittrup A (апрель 2020 г.). «Визуализация вызванного малыми молекулами эндосомного выхода миРНК» . Nature Communications . 11 (1): 1809. Bibcode : 2020NatCo..11.1809D . DOI : 10.1038 / s41467-020-15300-1 . PMC  7156650 . PMID  32286269 .

Внешние ссылки [ править ]