Wissenschaftler verbessern dna-technologie für die erkennung, behandlung von krankheiten


Wissenschaftler verbessern dna-technologie für die erkennung, behandlung von krankheiten

Einer der Nachteile von DNA-Aptameren - synthetische kleine Moleküle, die Versprechen für die Erkennung und Behandlung von Krebs und anderen Krankheiten zeigen - ist, dass sie nicht leicht an ihre Ziele binden und leicht durch Enzyme im Körper verdaut werden. Jetzt haben Wissenschaftler einen Weg gefunden, DNA-Aptamere ohne diese Nachteile zu produzieren.

Sobald DNA-Aptamere für ein bestimmtes Ziel konstruiert sind, binden sie daran und blockieren ihre Aktivität.

Das Team - vom Institut für Bioengineering und Nanotechnologie (IBN) an der Agentur für Wissenschaft, Technologie und Forschung (A * STAR) in Singapur - beschreibt, wie sie die verbesserte DNA-Technologie in der Zeitschrift entwickelt und getestet haben Wissenschaftliche Berichte .

IBN-Direktor Prof. Jackie Y. Ying sagt, das Team habe "ein DNA-Aptamer mit starker Bindungsfähigkeit und Stabilität mit überlegener Wirksamkeit" und:

"Wir hoffen, unsere DNA-Aptamere als Plattformtechnologie für Diagnostik und neue Arzneimittelentwicklung zu nutzen."

Aptamere sind eine spezielle Klasse von synthetischen Ribonukleinsäure (RNA) oder Desoxyribonukleinsäure (DNA) Moleküle, die Versprechen für die klinische Anwendung zeigen.

Diese kleinen Moleküle könnten für Arzneimittelanwendungen ideal sein, da sie für hochspezifische Ziele - wie Proteine, Viren, Bakterien und Zellen - hergestellt werden können.

Nachteile der aktuellen DNA-Aptamere

Sobald Aptamers für ein bestimmtes Ziel konstruiert sind, binden sie daran und blockieren ihre Aktivität.

Sie sind das chemische Äquivalent von Antikörpern, außer im Gegensatz zu den derzeit in der Arzneimittelentwicklung verwendeten Antikörpern, sie verursachen keine unerwünschten Immunantworten und können bei hoher Qualität leichter massenproduzieren.

Die erste Aptamer-basierte Droge - ein RNA-Aptamer für die Behandlung der altersbedingten Makuladegeneration (AMD) - wurde in den USA im Jahr 2004 genehmigt und mehrere andere Aptamere werden derzeit in klinischen Studien evaluiert.

Allerdings ist noch kein DNA-Aptamer für die klinische Anwendung zugelassen worden, da die derzeit entwickelten nicht gut an molekulare Ziele binden und im Blutkreislauf durch Enzyme, die als Nukleasen bezeichnet werden, leicht verdaut werden.

In ihrer Arbeit, führen Autor Dr. Ichiro Hirao, ein Hauptforscher an der IBN, und Kollegen beschreiben, wie sie diese beiden Probleme überwunden haben.

'Unnatürliche Basis' und 'Mini-Haarnadel' entfernen DNA-Aptamer Nachteile

Um das Problem der schwachen Bindung zu überwinden, hat das Team eine neue künstliche Komponente - eine so genannte "unnatürliche Basis" - zu einem Standard-DNA-Aptamer hinzugefügt, der typischerweise vier Komponenten aufweist.

Das Papier beschreibt, wie die Zugabe einer fünften unnatürlichen Basenkomponente zum DNA-Aptamer seine Bindungsfähigkeit um das 100fache verstärkte.

Um zu verhindern, dass der Aptamer von Enzymen leicht verdaut wird, fügte das Team ein kleines Stück DNA hinzu, dass sie eine "Mini-Haarnadel-DNA" nennen.

Dr. Hirao sagt, dass Mini-Haarnadel-DNAs aus kleinen DNA-Fragmenten bestehen, die eine kompakte, stem-Loop-Struktur bilden, wie eine Haarnadel, und das macht sie stabil.

Typischerweise dauern DNA-Aptamere nicht länger als eine Stunde im Blut bei Raumtemperatur, weil sie durch Nukleasen abgebaut werden. Aber das Team fand den Zusatz der Mini-Haarnadel-DNA könnte helfen, DNA-Aptamers überleben für Tage - machen sie attraktiver für die Entwicklung von Medikamenten.

In ihrer Arbeit beschreiben die Wissenschaftler, wie ihre Modifikationen ein DNA-Aptamer verbessert haben, das auf ein Zell-Signalisierungsprotein namens Interferon-Gamma zielt.

Labortests zeigten, dass der verbesserte Aptamer im menschlichen Blut bei 37 ° C nach 3 Tagen überlebte und "die biologische Aktivität" der Interferon-Gamma nachhaltig hemmte, die Autoren beachten.

Dr. Hirao sagt, dass ihre Modifikationen zeigen, dass es möglich ist, DNA-Aptamere mit großem Versprechen für den klinischen Gebrauch zu erzeugen: Sie sind potentiell effektiver in ihrer Wirkung, billiger zu produzieren und haben weniger nachteilige Nebenwirkungen als herkömmliche Methoden. Er schließt:

Der nächste Schritt unserer Forschung ist es, die Aptamere zu verwenden, um Zielmoleküle und Zellen zu erkennen und zu deaktivieren, die Infektionskrankheiten wie Dengue-, Malaria- und Methicillin-resistente verursachen Staphylococcus aureus (MRSA), sowie Krebs."

Im Dezember 2015, Medical-Diag.com Gelernt, wie Forscher von der University of Texas in Arlington entwickeln einen Weg, um Krebszellen mit elektronischen Chips mit RNA-Aptamern beschichtet zu erkennen. Das Team hofft, dass es zu einem Tischgerät-Tool, das Ärzte billiger und schneller Tests für Krankheit Vorhersage bietet führen wird.

Genetic Engineering Will Change Everything Forever – CRISPR (Video Medizinische Und Professionelle 2018).

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