RNA Based Therapeutics - Drug Discovery
Au cours des dernières décennies, les thérapies basées sur l'ARN ont gagné en importance. En particulier dans les maladies d'origine génétique, les chaînes d'oligonucléotides offrent une approche thérapeutique prometteuse - souvent la toute première. Actuellement, deux approches principales sont utilisées pour cibler l'ARN : l'interférence médiée par l'ARN double brin (ARNi) et les oligonucléotides antisens (ASO). Ces deux approches font actuellement l'objet d'essais cliniques pour cibler les ARN impliqués dans diverses maladies, telles que le cancer et les maladies neurodégénératives. antibodies-online peut vous aider à développer des thérapies basées sur l'ARN.
Les défis de la production thérapeutique
En raison de sa spécificité de séquence, un oligo-thérapeutique peut en principe être utilisé contre n'importe quel ARNm et donc contre n'importe quelle maladie pouvant être traitée par l'élimination d'un gène. Cependant, l'utilisation d'oligos s'accompagne également d'obstacles potentiels, tels que la dégradation relativement rapide de l'ARN dans la circulation sanguine et l'absorption ciblée du produit thérapeutique - de préférence dans les cellules ou les tissus malades d'un organisme.
L'évolution de la chimie médicinale des oligonucléotides a été déterminante pour l'amélioration constante des performances des ASO en clinique. Les OLS sont des oligomères composés d'analogues de nucléotides. Étant donné que les OLS peuvent être conçus pour agir par le biais d'une variété de mécanismes de post-liaison à l'ARN, de nombreux OLS ont été mis au point. mécanismes de post-liaison à l'ARN, de nombreux modèles ont été évalués. évalués. Au fur et à mesure que de nouveaux mécanismes d'action moléculaires sont identifiés d'action et de nouvelles connaissances sur les mécanismes moléculaires de distribution, d'absorption cellulaire et de sublimation de l'ARN. distribution, l'absorption cellulaire et les distributions subcellulaires, et les toxicité, les modèles deviennent de plus en plus complexes. progressivement plus complexes.
Étude de cas : Silence de FUS par oligonucléotide antisens
Fused in sarcoma (FUS) est une protéine de liaison à l'ARN qui est génétiquement et pathologiquement associée à des formes rares et agressives de sclérose latérale amyotrophique (SLA) et de démence frontotemporale (DFT). Korobeynikov et al recherche sur ION363, un oligonucléotide antisens FUS non allèle-spécifique. ION363 fait taire efficacement FUS et réduit les niveaux postnatals de la protéine FUS dans le cerveau et la moelle épinière, ce qui retarde la dégénérescence des motoneurones. Des études génétiques chez la souris et des études cliniques chez l'homme ont montré que l'inhibition de FUS était une stratégie thérapeutique dans la SLA et la DFT dépendant de FUS.
Chimie médicinale des oligonucléotides : Modifications et leurs avantages
La modification phosphorothioate (PS) est largement utilisée dans toutes les grandes classes d'ASO et dans tous les siRNA modifiés chimiquement.Le remplacement d'un oxygène non pontant par un soufre modifie les caractéristiques physicochimiques du phosphate de manière importante. modifie les caractéristiques physicochimiques du phosphate de manière importante. L'atome de soufre étant deux fois plus grand que l'atome d'oxygène, la répartition des charges, les angles de liaison et l'étirement des liaisons PS diffèrent considérablement des liaisons phosphodiester (PO). La substitution du soufre répartit la charge et rend le phosphate plus "lipophile", facilitant ainsi la liaison avec les protéines. En général, pour les protéines qui ont besoin de parties PS pour se lier aux OLS, le nombre minimum de cette modification nécessaire pour soutenir des interactions protéiques significatives est de 10. L'amélioration de la liaison aux protéines permise par les substitutions de PS est essentielle, car la liaison des PS ASO aux protéines joue un rôle crucial dans l'absorption, la distribution, l'assimilation cellulaire, la distribution intracellulaire, l'activité et la toxicité des PS ASO.
Les modifications en position 2′ de l'anneau ribose sont couramment utilisées pour augmenter la stabilité de l'oligonucléotide et améliorer la résistance à l'activité nucléasique in vivo. Les oligonucléotides d'ARN synthétisés à l'aide de modifications 2′-MOE, connus sous le nom de phosphoramidites, se sont révélés plus résistants aux nucléases, avec une toxicité moindre et des affinités d'hybridation légèrement accrues, ce qui les rend bien adaptés aux applications thérapeutiques in vivo, telles que l'ASO, le siRNA et les aptamères. Les 2'-O-méthylnucléotides présentent des avantages en raison de leurs propriétés cinétiques et de fusion. Les sondes oligoribonucléotides 2'-O-méthyl se lient aux cibles ARN plus rapidement et avec des températures de fusion (Tm) beaucoup plus élevées à différentes longueurs de sonde. En raison de leur Tm nettement plus élevée lorsqu'elles se lient à l'ARN, les sondes oligoribonucléotides 2'-O-méthyl peuvent se lier efficacement aux régions double brin des molécules d'ARN structurées. L'augmentation du Tm, la cinétique d'hybridation plus rapide, la capacité de se lier à des cibles structurées et la spécificité accrue des sondes oligoribonucléotides 2'-O-méthyl les rendent supérieures aux oligoribonucléotides 2'-déoxy correspondants pour une utilisation dans des essais qui détectent des cibles d'ARN.
PS: Phosphorothioate
2’-OMe: 2'-O-methylated Nucleosides
2’-MOE: 2-Methoxyethyl
2’-LNA: Locked Nucleic Acid
Des oligonucléotides modifiés par 2′-MOE ont démontré que les oligonucléotides présentent une distribution tissulaire similaire à celle des oligodéoxynucléotides phosphorothioate (PS ODN) et diminuent les toxicités par rapport aux PS ODN. En outre, la substitution du 2ʹ-MOE réduit considérablement les effets pro-inflammatoires.
La viabilité thérapeutique de l'inhibition génique par siRNA dépend de l'amélioration de la biostabilité, de la spécificité et de l'administration de la molécule, ce qui peut être réalisé en modifiant le siRNA avec de l'acide nucléique verrouillé (LNA), un analogue de l'acide nucléique ayant une affinité de liaison sans précédent. L'ADN verrouillé présente une excellente spécificité pour les oligonucléotides complémentaires d'ARN et d'ADN. L'incorporation de LNA augmente considérablement la demi-vie sérique des siRNA, ce qui est une condition essentielle pour une utilisation thérapeutique. En outre, l'ARNL est compatible avec la machinerie siRNA intracellulaire et peut être utilisé pour réduire les effets hors cible indésirables liés à la séquence. Les propriétés remarquables de l'ARN ont conduit à des applications dans le cadre de diverses stratégies de silençage des gènes. in vitro et in vivo.
Reliable Detection of Modified Oligos
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Références
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Creative mind of antibodies-online with a keen eye for details. Proficient in the field of life-science with a passion for plant biotechnology and clinical study design. Responsible for illustrated and written content at antibodies-online as well as supervision of the antibodies-online scholarship program.
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