Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Смотрите также: интерференция РНК

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 , аналогичных miРНК и действующих в рамках РНК-интерференции. (RNAi) путь. Он мешает 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 РНКи в 2006 году. SiRNA и их роль в посттранскрипционном молчании генов (PTGS) были обнаружены в растениях группой Дэвида Баулкомба в лаборатории Сейнсбери в Норидже , Англия.и 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 г. 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 пути к успеху. Один из них не соответствует цели. Также существует вероятность того, что эти методы лечения могут вызвать врожденный иммунитет . [3] Животные модели не смогли точно представить степень этой реакции у людей. Следовательно, изучение эффектов терапии миРНК было сложной задачей.  

В последние годы были одобрены методы лечения миРНК, и были 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 цитата ]

Механизм [ править ]

Механизм, с помощью которого природная siRNA 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 целевой мРНК, 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 с петлей, обычно подавляют гены путем репрессии трансляции и обладают более широкой специфичностью действия, тогда как siRNA обычно работают путем расщепления мРНК перед трансляцией и обладают 100% комплементарностью, таким образом очень жесткая целевая специфичность. [6]

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

Дайсерный белок окрашен белковым доменом .

Нокдаун гена путем трансфекции экзогенного миРНК часто является неудовлетворительным , так как эффект только переходный, особенно в быстро делящихся клеток. 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), которую Dicer может преобразовать в функциональную siRNA обычным способом. [7] 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 - это РНКаза).компонент РНКазы Р человека). Предполагается, что полученный транскрипт siRNA затем обрабатывается Dicer .

Эффективность нокдауна гена также может быть повышена за счет сжатия клеток . [8]

Активность миРНК в РНКи в значительной степени зависит от ее способности связываться с РНК-индуцированным комплексом подавления (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. [9]

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, индуцируют мощную 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. [10]

Посттранскрипционное молчание генов [ править ]

Индуцированное siRNA посттранскрипционное молчание гена начинается со сборки комплекса РНК-индуцированного сайленсинга (RISC). Комплекс подавляет экспрессию определенных генов за счет расщепления молекул мРНК, кодирующих 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. Определенные ферменты Dicer могут нести ответственность за загрузку направляющей цепи в RISC. [11] Затем siRNA сканирует и направляет RISC на идеально комплементарную последовательность на молекулах мРНК. [12]Считается, что расщепление молекул мРНК катализируется доменом Piwi белков Argonaute RISC. Затем молекула мРНК точно разрезается путем расщепления фосфодиэфирной связи между нуклеотидами-мишенями, которые спарены с остатками миРНК 10 и 11, считая от 5'-конца. [13] 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 ). [14]Диссоциация цепи мРНК-мишени от RISC после расщепления позволяет заглушить большее количество мРНК. Этому процессу диссоциации могут способствовать внешние факторы, вызванные гидролизом АТФ . [13]

Иногда расщепления целевой молекулы мРНК не происходит. В некоторых случаях эндонуклеолитическое расщепление фосфодиэфирного остова может быть подавлено 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. [13] В таких случаях экспрессия гена будет подавлена ​​механизмом, индуцированным miRNA. [12]

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. [15]

Проблемы: избегание неспецифических эффектов [ править ]

Поскольку РНКи пересекается с рядом других путей, неудивительно, что иногда неспецифические эффекты запускаются экспериментальным введением миРНК. [16] [17] Когда клетка млекопитающего встречает двухцепочечную РНК, такую ​​как миРНК, она может принять ее за побочный продукт вируса и вызвать иммунный ответ. Кроме того, поскольку структурно родственные микроРНК модулируют экспрессию генов в значительной степени за счет неполных взаимодействий пар оснований комплементарности с мРНК- мишенью , введение миРНК может вызывать непреднамеренное отклонение от цели. Химические модификации siRNA могут изменять термодинамические свойства, что также приводит к потере однонуклеотидной специфичности. [18]

Врожденный иммунитет [ править ]

Введение слишком большого количества миРНК может привести к неспецифическим событиям из-за активации врожденных иммунных ответов. [19] 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). [20] 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. [21]МикроРНК встречаются в природе, и, используя этот эндогенный путь, должно быть возможно достичь аналогичного 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. [17] 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. Анализ экспрессии в масштабе всего генома, например, с помощью технологии микрочипов, можно затем использовать для проверки этого и дальнейшего уточнения алгоритмов. В статье 2006 года 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. [22]

Адаптивные иммунные ответы [ править ]

Простые РНК могут быть плохими иммуногенами, но можно легко создать антитела против комплексов РНК-белок. Многие аутоиммунные заболевания видят эти типы антител. Еще не было сообщений об антителах против миРНК, связанных с белками. Некоторые методы доставки siRNA соединяют полиэтиленгликоль (PEG) 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 серьезной 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. [23]

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 чем 150 экспериментов по трансфекции миРНК поддерживает модель, в которой экзогенные миРНК могут насыщать эндогенный аппарат РНКи, что приводит к дерепрессии генов, регулируемых эндогенными миРНК. [24]Таким образом, хотя 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 в интерпретации данных и потенциальной токсичности. [25]

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 . [26] Химическая модификация siRNA также может непреднамеренно привести к потере однонуклеотидной специфичности. [27]

Терапевтические приложения и проблемы [ править ]

Учитывая способность подавлять, по сути, любой интересующий ген, РНКи через миРНК вызвали большой интерес как в фундаментальной [28], так и в прикладной биологии.

Одна из самых больших проблем для терапии на основе siRNA и RNAi - внутриклеточная доставка. [29] siRNA также имеет слабую стабильность и фармакокинетическое поведение. [30] Доставка миРНК с помощью наночастиц оказалась многообещающей. [29] siRNA oligos in vivo уязвимы для деградации плазменными и тканевыми эндонуклеазами и экзонуклеазами [31] и показали лишь умеренную эффективность в локализованных местах доставки, таких как глаз человека. [32] Доставка чистой ДНК организмам-мишеням является сложной задачей, поскольку ее большой размер и структура не позволяют ей легко диффундировать через мембраны . [29]Олиго siRNA обходят эту проблему из-за их небольшого размера 21-23 олигонуклеотидов. [33] Это позволяет осуществлять доставку через наноразмерные средства доставки, называемые нановекторами. [32]

Хороший нановектор для доставки миРНК должен защищать миРНК от деградации, обогащать миРНК в органе-мишени и способствовать поглощению миРНК клетками. [31] Три основные группы нановекторов siRNA: липидные, нелипидные органические и неорганические. [31] Липидный nanovectors основы отлично подходит для доставки миРНКа в солидные опухоли, [31] , но и другие виды рака может требовать различных нелипидных на основе органических nanovectors , такие как циклодекстрин наночастицы на основе. [31] [34]

Было показано, что миРНК, доставляемые с помощью наночастиц на основе липидов, обладают терапевтическим потенциалом при нарушениях центральной нервной системы ( ЦНС) . [35] Нарушения центральной нервной системы не редкость, но гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) часто блокирует доступ потенциальных терапевтических средств к мозгу . [35] siRNAs, которые нацелены на белки оттока на поверхности BBB и подавляют их, вызывают повышение проницаемости BBB. [35] siRNA, доставленная через наночастицы на основе липидов, способна полностью пересекать BBB. [35]

Огромная трудность в доставке siRNA - это проблема нецелевого действия. [29] [32] 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. [36]

По результатам фазы I первых двух испытаний терапевтических РНКи (показанных для возрастной дегенерации желтого пятна , также известной как ВМД) в конце 2005 г. сообщалось, что миРНК хорошо переносятся и обладают подходящими фармакокинетическими свойствами. [37]

В клиническом испытании фазы 1 41 пациенту с метастазами рака в печень вводили РНКи, доставляемые 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 метастазы регрессировали у некоторых пациентов. Фармакодинамический анализ образцов биопсии пациентов выявил присутствие в образцах конструкций РНКи, доказывая, что молекулы достигли намеченной цели. [38][39]

Испытания, подтверждающие концепцию, показали, что миРНК, нацеленные на Эболу, могут быть эффективными в качестве постконтактной профилактики у людей, при этом 100% нечеловеческих приматов выживают после смертельной дозы Заирского эболавируса, наиболее смертоносного штамма. [40]

Внутриклеточная доставка [ править ]

Доставка миРНК внутрь 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. [41] 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. [42] [43]

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 компонентов, таких как ионы и метаболиты, а также одновременно поглощать лекарства, молекулярные зонды и нуклеиновые кислоты. Для клеток, которые трудно трансфектировать, предпочтительна электропорация, однако гибель клеток более вероятна при использовании этого метода. [44]

Этот метод использовался для доставки миРНК, нацеленной на VEGF, в ксенотрансплантаты опухолей у мышей nude, что привело к значительному подавлению роста опухоли. [45]

Вирусная доставка [ править ]

Эффекты подавления генов 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. [46] Последний является наиболее эффективным вирусом, который стабильно доставляет миРНК к клеткам-мишеням, поскольку он может трансдуктировать неделящиеся клетки, а также напрямую нацеливаться на ядро. [47]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 . [48]

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 проводить 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 путем 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. [30]Одной из самых больших проблем, которые 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 с РНКи. Стало известно, 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. [49] Ниже перечислены некоторые одобренные методы лечения или терапии, находящиеся в стадии разработки.

Alnylam Pharmaceuticals [ править ]

В 2018 году Alnylam Pharmaceuticals стала первой компанией, у которой терапия siRNA была одобрена FDA . Онпатро (патсиран) был одобрен для лечения полинуэропатии наследственного транстиретин-опосредованного (hATTR) амилоидоза у взрослых. hATTR - редкое, прогрессирующее изнурительное состояние. От него страдают 50 000 человек во всем мире. Чтобы доставлять лекарство непосредственно в печень, миРНК заключена в липидную наночастицу. Молекула siRNA 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 препараты с небольшими молекулами, которые обеспечивают временное облегчение. До выпуска Onpattro возможности лечения hATTR были ограничены. После одобрения Onpattro FDA наградило Alnylam званием «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, предназначенных для лечения, которое предназначено для безопасного лечения состояний, затрагивающих менее 200 000 человек. [50]

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 в процессе производства гема. Эти молекулы накапливаются в разных органах, и это может привести к симптомам или приступам AHP.

Гивлаари - это препарат siRNA, который подавляет экспрессию синтазы 1 аминолевулиновой кислоты (ALAS1), фермента печени, участвующего на ранней стадии образования гема. Подавление ALAS1 снижает уровни нейротоксических промежуточных продуктов, вызывающих симптомы AHP. [30]

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 стали 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. [30] В 2020 году компании Alnylam и Vir Pharmaceuticals объявили о партнерстве и начали работу над РНКи-терапией для лечения тяжелых случаев COVID-19.  

Другими компаниями, добившимися успеха в разработке линейки методов лечения 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 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 фармацевтики 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. ↑ Mack GS (июнь 2007 г.). «МикроРНК переходит к делу». Природа Биотехнологии . 25 (6): 631–8. DOI : 10.1038 / nbt0607-631 . PMID 17557095 . S2CID 35357127 .  
  7. ^ «РНК Интерференция (РНКи)» . Проверено 27 июля 2018 года .
  8. ^ 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 .  
  9. ^ Daneholt, B. (2006). «Дополнительная информация: вмешательство РНК». Премия за роман в области физиологии и медицины .
  10. 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.
  11. ↑ Lee YS, Nakahara K, Pham JW, Kim K, He Z, Sontheimer EJ, Carthew RW (апрель 2004 г.). «Различная роль Dicer-1 и Dicer-2 у Drosophila в путях сайленсинга siRNA / miRNA». Cell . 117 (1): 69–81. DOI : 10.1016 / s0092-8674 (04) 00261-2 . PMID 15066283 . S2CID 6683459 .  
  12. ^ a b Картью 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 .  
  13. ^ 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 . 
  14. ^ Орбан TI, Izaurralde E (апрель 2005). «Для распада мРНК, на которые нацелена RISC, требуется XRN1, лыжный комплекс и экзосома» . РНК . 11 (4): 459–69. DOI : 10,1261 / rna.7231505 . PMC 1370735 . PMID 15703439 .  
  15. ^ 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 . 
  16. 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 .  
  17. ^ 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 .  
  18. Перейти ↑ Dua P, Yoo JW, Kim S, Lee DK (сентябрь 2011 г.). «Модифицированная структура siRNA с выступом из одного нуклеотида преодолевает обычное siRNA-опосредованное сайленсинг вне мишени» . Молекулярная терапия . 19 (9): 1676–87. DOI : 10.1038 / mt.2011.109 . PMC 3182346 . PMID 21673662 .  
  19. ↑ 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 .  
  20. ^ 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 .  
  21. ^ 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 .  
  22. ^ Бирмингем А, Андерсон Э.М., Рейнольдс А, Илсли-Тайри Д., Лик Д., Федоров Ю. и др. (Март 2006 г.). «3 'совпадения семян UTR, но не общая идентичность, связаны с нецелевыми РНКи». Природные методы . 3 (3): 199–204. DOI : 10.1038 / nmeth854 . PMID 16489337 . S2CID 52809577 .  
  23. ^ 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 .  
  24. ^ 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 .  
  25. ^ Гримм Д., Стритз К.Л., Джоплинг К.Л., Сторм Т.А., Пандей К., Дэвис К.Р. 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 .  
  26. ↑ 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 .  
  27. ^ 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 .  
  28. ^ 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 .  
  29. ^ а б в г 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 .  
  30. ^ а б в г Ху Б, Чжун Л, Вен Й, Пэн Л, Хуан И, Чжао Й, Лян С Дж. (июнь 2020 г.). «Терапевтическая миРНК: современное состояние» . Передача сигналов и таргетная терапия . 5 (1): 101. DOI : 10.1038 / s41392-020-0207-х . PMC 7305320 . PMID 32561705 .  
  31. ^ а б в г д Шен Х, ВС Т, Феррари М (июнь 2012 г.). «Нановектор доставки миРНК для терапии рака» . Генная терапия рака . 19 (6): 367–73. DOI : 10.1038 / cgt.2012.22 . PMC 3842228 . PMID 22555511 .  
  32. ^ 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 .  
  33. ^ 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 .  
  34. ^ Heidel JD, Yu Z, Liu JY, Rele SM, Liang Y, Zeidan RK и др. (Апрель 2007 г.). «Введение приматам, не относящимся к человеку, 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 .  
  35. ^ 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 siRNA». Журнал мембрановедения . 503 : 8–15. DOI : 10.1016 / j.memsci.2016.01.002 .
  36. ↑ 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 .  
  37. ^ Тансей В (11 августа 2006). «Перспективный глазной препарат от фирмы SF / лечение дегенерации желтого пятна препятствует передаче сообщений РНК» . SFGATE .
  38. ^ "Исследование впервые демонстрирует терапевтический эффект подавления гена РНКи при лечении рака" (пресс-релиз). Институт онкологии Валль д'Эброн. 11 февраля 2013 г.
  39. ^ Табернеро Дж., Шапиро Дж. И., Ло Руссо П. М., Сервантес А., Шварц Г. К., Вайс Г. Дж. И др. (Апрель 2013). «Первое на людях испытание 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 . 
  40. ^ Гейсберт Т.В., Ли А.С., Роббинс М., Гейсберт Дж. Б., Хонко А. Н., Суд V и др. (Май 2010 г.). «Постконтактная защита приматов, не являющихся людьми, от смертельного заражения 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 .  
  41. ^ Fanelli A (2016). «Трансфекция: трансфекция in vitro » . Дата обращения 5 декабря 2017 .
  42. ↑ Jensen K, Anderson JA, Glass EJ (апрель 2014 г.). «Сравнение доставки малых мешающих 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 .  
  43. Перейти ↑ Chatterjea MN (2012). Учебник медицинской биохимии (8-е изд.). Нью-Дели: издательство Jaypee Brothers Medical. п. 304.
  44. ^ «Способы доставки миРНК в клетки млекопитающих» . 13 октября 2016 г.
  45. ^ 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 .
  46. ^ 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.
  47. ^ Моррис KV, Росси JJ (март 2006). «Опосредованная лентивирусами доставка миРНК для противовирусной терапии» . Генная терапия . 13 (6): 553–8. DOI : 10.1038 / sj.gt.3302688 . PMC 7091755 . PMID 16397511 .  
  48. ^ 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 .
  49. ^ 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 .  
  50. ^ «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 индуцированного 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 ]