Forskere forbedrer dna-teknologi til at opdage, behandle sygdom


Forskere forbedrer dna-teknologi til at opdage, behandle sygdom

En af ulemperne ved DNA-aptamerer - syntetiske små molekyler, der viser løfte om at detektere og behandle kræft og andre sygdomme - er de ikke binder let til deres mål og fordøjes let af enzymer i kroppen. Nu har forskere fundet en måde at producere DNA aptamers uden disse ulemper.

Når DNA-aptamererne er konstrueret til et specifikt mål, binder de til det og blokerer dets aktivitet.

Teamet - fra Institut for Bioengineering og Nanoteknologi (IBN) på Agency for Science, Technology og Research (A * STAR) i Singapore - beskriver hvordan de udviklede og testede den forbedrede DNA-teknologi i tidsskriftet Videnskabelige rapporter .

IBN Executive Director Prof. Jackie Y. Ying siger teamet oprettet "en DNA aptamer med stærk bindende evne og stabilitet med overlegen effektivitet" og:

"Vi håber at bruge vores DNA aptamers som platform teknologi til diagnostik og ny medicin udvikling."

Aptamerer er en særlig klasse af syntetiske ribonukleinsyre (RNA) eller deoxyribonukleinsyre (DNA) molekyler, der viser løfte til klinisk anvendelse.

Disse små molekyler kan være ideelle til lægemiddelapplikationer, fordi de kan laves til meget specifikke mål - som proteiner, vira, bakterier og celler.

Ulemper ved nuværende DNA-aptamerer

Når aptamers er konstrueret til et bestemt mål, binder de til det og blokerer dets aktivitet.

De er den kemiske ækvivalent af antistoffer, bortset fra, i modsætning til de antistoffer, der i øjeblikket anvendes til lægemiddeludvikling, forårsager de ikke uønskede immunresponser og kan det være lettere at massere producere i høj kvalitet.

Det første aptamerbaserede lægemiddel - en RNA-aptamer til behandling af aldersrelateret macular degeneration (AMD) - blev godkendt i USA i 2004, og flere andre aptamerer evalueres i øjeblikket i kliniske forsøg.

Imidlertid er ingen DNA-aptamer endnu godkendt til klinisk brug, fordi de der udvikles i øjeblikket, ikke binder sig godt til molekylære mål og fordøjes let i blodbanen ved enzymer kaldet nucleaser.

I deres papir beskriver hovedforfatter Dr. Ichiro Hirao, en hovedforsker ved IBN og kolleger, hvordan de overvinde disse to problemer.

'Unaturlig base' og 'mini-hårnål' fjerner DNA-aptamer ulemper

For at overvinde problemet med svag binding tilføjede teamet en ny kunstig komponent - kaldet en "unaturlig base" - til en standard DNA aptamer, der typisk har fire komponenter.

Papiret beskriver, hvordan tilsætningen af ​​en femte unaturlig basiskomponent til DNA-aptameren styrker sin bindingsevne med 100 gange.

For at forhindre at aptameren fordøjes let af enzymer, tilføjede holdet et lille stykke DNA, som de kalder et "mini-hårnål-DNA".

Dr. Hirao siger mini-hårnål-DNA'er er lavet af små DNA-fragmenter, der danner en kompakt stammeløkkestruktur, som et hårnål, og det gør dem stabile.

Typisk holder DNA aptamererne ikke længere end en time i blod ved stuetemperatur, fordi de nedbrydes af nukleaser. Men teamet fandt tilføjelsen af ​​mini-hårnålen DNA kunne hjælpe DNA aptamerer overleve i dage - hvilket gør dem mere tiltalende for udvikling af stof.

I deres papir beskriver forskerne, hvordan deres modifikationer forbedrede en DNA-aptamer, der målretter mod et celle-signaleringsprotein kaldet interferon gamma.

Lab tests viste, at den forbedrede aptamer overlevede i humant blod ved 37 ° C efter 3 dage og "bremset bæredygtigt den biologiske aktivitet" af interferon gamma, noter forfatterne.

Dr. Hirao siger, at deres modifikationer viser, at det er muligt at generere DNA-aptamerer med stort løfte om klinisk anvendelse: De er potentielt mere effektive i deres handling, billigere at producere og har færre bivirkninger end konventionelle metoder. Han konkluderer:

Det næste trin i vores forskning er at bruge aptamererne til at detektere og deaktivere målmolekyler og celler, der forårsager infektionssygdomme, såsom dengue, malaria og methicillinresistent Staphylococcus aureus (MRSA), såvel som kræft."

I december 2015, Medical-Diag.com Lærte hvordan forskere fra University of Texas i Arlington udvikler en måde at opdage kræftceller ved hjælp af elektroniske chips, der er overtrukket med RNA aptamers. Holdet håber det vil føre til et bordplade værktøj, der tilbyder læger billigere og hurtigere test for sygdom forudsigelse.

Are GMOs Good or Bad? Genetic Engineering & Our Food (Video Medicinsk Og Professionel 2023).

Afsnit Spørgsmål På Medicin: Medicinsk praksis