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Los investigadores desarrollan nueva estrategia para perfeccionar estabilidad del siRNA

La interferencia del ARN es un mecanismo regulador del gen en el cual la expresión de genes específicos downregulated por los microRNAs endógenos o por pequeño RNAs de interferencia (siRNAs). Aunque los siRNAs tengan potencial amplio para la terapia gen-que impone silencio, su inestabilidad es una de las dificultades para desarrollar agentes siRNA-basados.

Para perfeccionar su estabilidad, la mayor parte de las drogas siRNA-basadas desarrolladas químicamente se modifican en sus nucleótidos o articulaciones del phosphodiester. Sin embargo, la modificación química no es una estrategia perfecta para la estabilización del siRNA porque la modificación extensa puede interrumpir la actividad gen-que impone silencio de siRNAs y también inducir citotoxicidad.

los siRNAs consisten en los duplex del oligonucleótido de 21-23 bases y forman una estructura de hélice de la Uno-forma en la cual las ranuras mayores tengan potencial altamente negativo, por lo tanto se prevee que las moléculas catiónicas que pueden atar a las ranuras mayores estabilicen los duplex del ARN y los protejan contra hendidura en el fluído corporal. De acuerdo con esta idea, los químicos orgánicos en la universidad de Tokio de la ciencia han sintetizado recientemente un oligosacárido catiónico artificial, el oligodiaminogalactose 4mer (ODAGal4), que puede atar preferencial a las ranuras mayores de los duplex del ARN para la estabilización del siRNA (Iwata, RI. y otros Org. Biomol. Quím. https://doi.org/10.1039/c6ob02690g (2017)).

Ahora, Atsushi Irie y su colega en el instituto metropolitano de Tokio de la ciencia médica en colaboración con las personas en la universidad de Tokio de la ciencia han desarrollado una nueva estrategia para la estabilización del siRNA usando ODAGal4 combinado con la modificación del fosfotioato de RNAs. En el estudio publicado en línea el 9 de septiembre en los partes científicos, los investigadores han probado que ODAGal4 aumenta fuertemente la estabilidad biológica y térmica de siRNAs in vitro.

Los investigadores muestran que ODAGal4 tiene varias características únicas para los siRNAs que se estabilizan. En primer lugar, ODAGal4 puede perfeccionar estabilidad de la diversa independiente de los siRNAs de la serie de nucleótido porque ODAGal4 ata a las articulaciones del phosphodiester de los duplex del ARN pero no a los nucleobases de los nucleótidos. Además, importantemente, ODAGal4 no compromete gen-imponiendo silencio a la actividad de ninguna siRNAs. Este carácter de ODAGal4 está en contraste afilado a los de las modificaciones químicas sabidas, que pueden interrumpir gen-imponer silencio a la actividad de siRNAs. ODAGal4, por lo tanto, tiene gran potencial para la estabilización del siRNA, siendo extensamente aplicable a las diversas drogas siRNA-basadas.

En segundo lugar, el efecto de ODAGal4 sobre la estabilización del siRNA es aumentado más a fondo por la modificación química de los siRNAs; en especial, ODAGal4 perfecciona prominente la estabilidad de RNAs con las articulaciones del fosfotioato. Esta mejoría en estabilidad del siRNA es superior a ésa observada para otras modificaciones químicas (e.g., 2' - ácido nucléico O-metílico, bloqueado y 2' - los nucleótidos de deoxy-2'-fluoro) sugiriendo que ODAGal4 combinado con la modificación del fosfotioato es altamente efectivo para los siRNAs que se estabilizan.

Pasado, otra propiedad llamativa de ODAGal4 es su especificidad obligatoria a los duplex del ARN; ODAGal4 ata la hélice del ARN de la Uno-forma pero no la hélice de la DNA de la B-forma ni a RNA/DNA de una sola fila. Aunque los diversos sistemas de envío del gen que consistían en los polímeros catiónicos se hayan desarrollado para estabilizar los nucleótidos, las estructuras moleculares de los polímeros no se diseñan para atar específicamente a los nucleótidos.

El atascamiento de los polímeros a los nucleótidos confía en la acción recíproca iónica entre ellos, y de tal modo los complejos del polycation son propensos inducen la citotoxicidad debido al atascamiento no específico de los polímeros a otras biomoléculas. En contraste marcado, ODAGal4 escape de causar citotoxicidad debido a su atascamiento reservado con alta afinidad a los duplex del ARN.

Nuestra meta será uso de ODAGal4 para los agentes siRNA-basados. Aunque debamos estudiar in vivo experimentos para confirmar y para desplegar nuestras conclusión, acentuamos que ODAGal4 tiene una gran ventaja como perfeccionar estabilidad del siRNA y tiene un potencial para reducir la dosis total y la frecuencia de la administración de drogas siRNA-basadas en el uso futuro.”  

Atsushi Irie, instituto metropolitano de Tokio de ciencia médica

Source:
Journal reference:

Irie, A., et al. (2020) An artificial cationic oligosaccharide combined with phosphorothioate linkages strongly improves siRNA stability. Scientific Reports. doi.org/10.1038/s41598-020-71896-w.